(57)【要約】  レーダイメージング装置からの距離が異なるＮ個のレンジゲートを走査する走査期間内に、送信符号（Ｍ１）でレンジゲートに対応するＮ個の遅延符号（Ｍ２）を発生する走査処理を、Ｍ走査期間繰り返す遅延符号発生部（１０３ｂ）と、レンジゲート及び走査期間に対応づけてベースバンド信号（Ｒｉｊ）を記憶する信号記憶部（１８１ａ及び１８１ｂ）と、１つの走査期間に対応するＮ個の検波信号（Ｒ１ｊ〜ＲＮｊ）を信号記憶部（１８１ａ及び１８１ｂ）にＭ走査期間繰り返し書き込み、互いに異なる走査期間に対応するＭ個の検波信号（Ｒｉ１〜ＲｉＭ）の組を読み出すメモリ制御部（１８５）と、レンジゲートが同一の検波信号（Ｒｉ１〜ＲｉＭ）を周波数分析するドップラ周波数弁別部（１８２ａ及び１８２ｂ）と、ターゲットの方向を推定する到来方向計算部（１８３）とを備える。
2012020530.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーダイメージング装置であって、
送信拡散符号を用いて搬送波を拡散することで送信信号を生成する送信部と、
前記送信信号を放射波として放射する送信アンテナと、
前記放射波が物体により反射された反射波を受信する複数の受信アンテナと、
前記レーダイメージング装置からの距離が異なるＮ（Ｎは２以上の整数）個の探索レンジを走査するための走査期間内に、前記送信拡散符号と同一の符号であって前記距離に対応するＮ個の遅延符号を順次発生する走査処理を、Ｍ（Ｍは２以上の整数）走査期間にわたって繰り返す遅延符号発生部と、
前記複数の受信アンテナにそれぞれ対応し、各々が、前記Ｎ個の遅延符号を順次用いて対応する受信アンテナで受信された反射波を逆拡散する複数の逆拡散部と、
前記複数の逆拡散部にそれぞれ対応し、各々が、前記搬送波を用いて対応する逆拡散部で逆拡散された反射波を直交検波することにより、対応する受信アンテナで受信された反射波に応じた検波信号Ｒｉｊ（ｉは１からＮの整数、ｊは１からＭの整数）を生成する複数の検波部と、
前記遅延符号発生部における遅延時間及び走査期間に対応づけて、前記複数の検波部のそれぞれで生成された検波信号Ｒｉｊを記憶する記憶部と、
前記遅延符号発生部における前記Ｎ個の遅延符号に対応する互いに異なる前記距離及び１つの走査期間に対応するＮ個の前記検波信号Ｒ１ｊ〜ＲＮｊを前記記憶部に前記Ｍ走査期間繰り返し書き込み、前記距離が同一かつ互いに異なる走査期間に対応するＭ個の検波信号Ｒｉ１〜ＲｉＭの組を前記記憶部から順次読み出す記憶制御部と、
前記記憶制御部により読み出された前記距離が同一のＭ個の検波信号Ｒｉ１〜ＲｉＭを周波数分析することによって、各探索レンジにおける前記反射波と前記搬送波との差分の周波数成分であるドップラ周波数成分と、当該ドップラ周波数成分に対応する位相及び強度を、前記複数の検波部のそれぞれに対応して検出するドップラ周波数検出部と、
検出された前記複数の検波部のそれぞれに対応する位相から前記複数の検波部間の位相差を算出し、算出した位相差から各探索レンジにおける前記反射波の到来方向を検出することにより前記物体の方向を推定する方向推定部とを備える
レーダイメージング装置。
【請求項２】
前記方向推定部は、前記ドップラ周波数検出部で検出された強度が所定の第１閾値以上となるドップラ周波数成分を含む前記反射波の到来方向を前記物体の方向と推定する
請求項１記載のレーダイメージング装置。
【請求項３】
さらに、前記ドップラ周波数検出部で検出された強度が前記所定の第１閾値以上となるドップラ周波数成分が検出された探索レンジの前記距離を、前記レーダイメージング装置から前記物体までの距離として推定する距離推定部を備える
請求項２記載のレーダイメージング装置。
【請求項４】
前記方向推定部は、さらに、前記ドップラ周波数検出部で検出された強度が前記所定の第１閾値以上となるドップラ周波数成分から、前記レーダイメージング装置から前記物体を見た速度である視線方向速度を推定する
請求項２又は３記載のレーダイメージング装置。
【請求項５】
前記Ｎ個の遅延符号は、前記送信拡散符号に対して互いに異なる遅延時間を有し、
前記遅延時間は、前記送信拡散符号の１ビットを与える時間であるビット時間の整数倍である
請求項１〜４のいずれか１項に記載のレーダイメージング装置。
【請求項６】
前記遅延時間は、前記ビット時間のＫ（Ｋは整数）倍からＫ＋Ｎ−１倍のいずれかであり、
前記走査処理は、前記遅延時間を前記ビット時間のＫ倍からＫ＋Ｎ−１倍まで前記ビット時間ずつ順次増加させる、又は、前記遅延時間を前記ビット時間のＫ＋Ｎ−１倍からＫ倍まで前記ビット時間ずつ順次減少させることにより、前記Ｎ個の遅延符号を発生する
請求項５記載のレーダイメージング装置。
【請求項７】
前記距離推定部は、
前記ドップラ周波数検出部で検出されたドップラ周波数成分毎の前記遅延時間に対する当該ドップラ周波数成分の強度の分布から、強度が極大となるピーク強度を特定し、
特定したピーク強度と、特定したピーク強度に対応する遅延時間より前記ビット時間だけ短い遅延時間に対する強度であるピーク前強度と、特定したピーク強度に対応する遅延時間より前記ビット時間だけ長い遅延時間に対する強度であるピーク後強度とを用いて補間処理することにより、前記ビット時間に対応する距離よりも小さい距離を分解能として、前記レーダイメージング装置から前記物体までの距離を推定する
請求項５又は６記載のレーダイメージング装置。
【請求項８】
前記搬送波の周波数をｆ０、前記レーダイメージング装置から前記物体を見た速度である視線方向速度の想定される最大値をｖｍａｘ、前記視線方向速度の検出可能な分解能をｖｒｅｓとすると、前記送信拡散符号及び前記遅延符号の符号速度ＣＲは、
ＣＲ≦２×ｆ０×ｖｒｅｓ／ｖｍａｘ
を満たす
請求項１〜６のいずれか１項に記載のレーダイメージング装置。
【請求項９】
前記レーダイメージング装置は、さらに、
前記遅延符号発生部が前記走査処理をＭ回繰り返す第１動作モードと、同一の遅延符号を繰り返し発生する第２動作モードとを制御する制御部を備え、
前記制御部は、
前記第１動作モードにおいて、前記ドップラ周波数検出部で検出された強度が所定の第２閾値以上となるドップラ周波数成分があるか否かを判断し、前記所定の第２閾値以上となるドップラ周波数成分があると判断した場合に前記第２動作モードに切り替え、
前記第２動作モードにおいて、
前記遅延符号発生部は、前記所定の第２閾値以上となるドップラ周波数成分が検出された探索レンジに対応する前記遅延符号を繰り返し発生し、
前記記憶部は、当該探索レンジに対応する前記遅延符号を用いて逆拡散及び検波された検波信号を記憶せず、
前記ドップラ周波数検出部は、前記記憶部に記憶されない検波信号を前記走査期間よりも短い周期でサンプリングして周波数分析することによって、前記所定の第２閾値以上となるドップラ周波数成分が検出された探索レンジにおける当該ドップラ周波数成分の位相及び強度を再度検出する
請求項１〜７のいずれか１項に記載のレーダイメージング装置。
【請求項１０】
前記第２動作モードにおいて、前記ドップラ周波数検出部が前記周波数分析するために要した前記検波信号の観測時間は、前記走査期間をＭ回繰り返すために要した時間と同等である
請求項９記載のレーダイメージング装置。
【請求項１１】
前記所定の第２閾値は、前記強度が前記所定の第２閾値以上であると判断される前記探索レンジがＮ−２個以下となるような値である
請求項９又は１０記載のレーダイメージング装置。
【請求項１２】
送信拡散符号を用いて搬送波を拡散することで送信信号を生成する送信部と、前記送信信号を放射波として放射する送信アンテナと、前記放射波が物体により反射された反射波を受信する複数の受信アンテナと、前記レーダイメージング装置からの距離が異なるＮ（Ｎは２以上の整数）個の探索レンジを走査するための走査期間内に前記送信拡散符号と同一の符号であって前記距離に対応するＮ個の遅延符号を順次発生する走査処理を、Ｍ（Ｍは２以上の整数）走査期間にわたって繰り返す遅延符号発生部と、前記複数の受信アンテナにそれぞれ対応し、各々が、前記Ｎ個の遅延符号を順次用いて対応する受信アンテナで受信された反射波を逆拡散する複数の逆拡散部と、前記複数の逆拡散部にそれぞれ対応し、各々が、前記搬送波を用いて対応する逆拡散部で逆拡散された反射波を直交検波することにより、対応する受信アンテナで受信された反射波に応じた検波信号Ｒｉｊ（ｉは１からＮの整数、ｊは１からＭの整数）を生成する複数の検波部とを備えるレーダイメージング装置のためのイメージング方法であって、
前記遅延符号発生部における前記Ｎ個の遅延符号に対応する互いに異なる前記距離及び１つの走査期間に対応するＮ個の前記検波信号Ｒ１ｊ〜ＲＮｊを記憶部に前記Ｍ走査期間繰り返し書き込む書き込みステップと、
前記書き込みステップで書き込まれた前記記憶部から、前記距離が同一かつ互いに異なる走査期間に対応するＭ個の検波信号Ｒｉ１〜ＲｉＭの組を順次読み出す読み出しステップと、
読み出された前記距離が同一のＭ個の検波信号Ｒｉ１〜ＲｉＭを周波数分析することによって、各探索レンジにおける前記反射波と前記搬送波との差分の周波数成分であるドップラ周波数成分と、当該ドップラ周波数成分に対応する位相及び強度を、前記複数の受信アンテナのそれぞれに対応して検出するドップラ周波数検出ステップと、
検出された前記複数の受信アンテナのそれぞれに対応する位相から前記複数の受信アンテナ間の位相差を算出し、算出した位相差から各探索レンジにおける前記反射波の到来方向を検出することにより前記物体の方向を推定する方向推定ステップとを含む
イメージング方法。
【請求項１３】
請求項１２記載のイメージング方法を前記レーダイメージング装置内の信号処理プロセッサに実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、送信信号を放射して目標の物体から反射した該送信信号の反射波を受信することによって該物体を検知するレーダイメージング装置及びイメージング方法等に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、社会のあらゆる分野で安心及び安全を目的とした人体検知の要望が高まっている。世界中に広がるテロへの対策に加えて、老人介護又は災害救助においても、人の検知はもっとも重要な課題である。従来、赤外線装置及びカメラを用いて、人を検知する手段があった。しかしながら、赤外線を用いたシステムは、気温の高い場所において、人の体温と外部環境との識別が困難になるという問題がある。また、カメラを用いたシステムは、夜間又は悪天候など光が十分得られない環境では、感度が極端に落ちるという問題がある。近年、これらの問題を解決するために、レーダを用いたイメージングシステムが注目されている。【０００３】
しかし、レーダを用いたイメージングは、形状を推定するのに十分なデータを得るために、多数のアンテナ又は受信器が必要になる場合が多い。例えば、フェーズドアレイレーダシステムは、多数の受信器（送信器）の位相を変え、かつ、電波の指向性及び方向を制御して、スキャンすることで物体の形状の情報を得る。しかし、このようなレーダを用いたイメージングは、そのシステムが大型になる、または、システムが複雑になるため、高価なシステムになってしまうという課題があった。【０００４】
このような課題を解決し、単純な構成で物体とその方向を検知する従来手段としては、例えば非特許文献１に記載されたようなドップラ到来方向推定法（ＤＤＯＡ：Ｄｏｐｐｌｅｒ  ａｎｄ  ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ−ｏｆ−ａｒｒｉｖａｌ）と呼ばれる技術を用いる方法がある。【０００５】
図１６に、従来技術のレーダ装置の構成を示す。【０００６】
図１６に示すレーダ装置９０１は、送信器９１０と、受信器９２０及び９３０と、送信アンテナ９１１と、受信アンテナ９１２及び９１３とを備える。【０００７】
レーダ装置９０１は、ターゲット９３１〜９３３を検知対象とする。レーダ装置９０１は、送信器９１０からある周波数の探知電波を出射し、ターゲット９３１〜９３３から反射されてきた電波を受信器９２０及び９３０で受信する。【０００８】
レーダ装置９０１に対して、ターゲット９３１〜９３３がある視線方向速度で動いている場合、受信器９２０及び９３０で受信した反射波の周波数は、送信アンテナ９１１から放射された探知電波の周波数に対して、視線方向速度に対応する周波数だけシフトする。そのシフトした周波数から、ターゲット９３１〜９３３のそれぞれの視線方向速度を検出できる。【０００９】
ここで、「視線方向速度」とは、ターゲット９３１〜９３３が持つ速度のうち、レーダ装置９０１からターゲットへの方向に沿った速度成分のことである。ここでは、レーダ装置９０１に対する、ターゲット９３１〜９３３の相対的な速度成分のことを言う。言い換えると、図１６に示すように、ターゲット９３１〜９３３の速度をそれぞれＶ１、Ｖ２及びＶｉとすると、ターゲット９３１〜９３３の視線方向速度とは、当該速度をレーダ装置９０１からターゲット９３１〜９３３への方向に沿って分解した速度であるＶ１ｆ、Ｖ２ｆ及びＶｉｆとなる。【００１０】
つまり、レーダ装置９０１は、探知電波の周波数に対する、受信器９２０及び９３０で受信した反射波の周波数から、ターゲット９３１〜９３３の視線方向速度Ｖ１ｆ、Ｖ２ｆ及びＶｉｆを検出する。【００１１】
ところで、レーダ装置９０１では、図１６に示すように、受信アンテナ及びその受信アンテナに対応する受信器を含む受信系統が２系統ある。さらに、それぞれの受信アンテナ９１２及び９１３は、異なる場所に配置されている。【００１２】
これにより、各ターゲット９３１〜９３３から受信アンテナ９１２までの距離と、当該ターゲット９３１〜９３３から受信アンテナ９１３までの距離とは、互いに異なる。【００１３】
このようにターゲット９３１〜９３３から２つの受信アンテナ９１２及び９１３までの距離が異なることで、ターゲット９３１〜９３３の方向検出が可能になる。以下、方向検出の原理について具体的に説明する。【００１４】
図１６において、例えば、ターゲット９３３は、受信アンテナ９１２より受信アンテナ９１３に近い位置にあるので、ターゲット９３３からの反射波は受信アンテナ９１２より受信アンテナ９１３に早く到着する。受信アンテナ９１２で受信した反射波と受信アンテナ９１３で受信した反射波とを比較すると、受信アンテナ９１２で受信した反射波は受信アンテナ９１３で受信した反射波より位相が遅れることになる。ここで、ターゲット９３３が受信アンテナ９１２及び受信アンテナ９１３の正面からθｉの方向にあり、２つの受信アンテナ９１２及び９１３が距離ｄだけ離れて配置されているとすると、受信アンテナ９１２で受信した反射波と受信アンテナ９１３で受信した反射波との位相差は式１で表される。なお、受信アンテナ９１２で受信した反射波の位相をφ１、受信アンテナ９１３で受信した反射波の位相をφ２、送信アンテナ９１１から出射された探知電波の波長をλとする。【００１５】
φ２−φ１＝２πｄ  ｓｉｎθ／λ  ・・・（式１）【００１６】
この式１を変形すると、下記の式２となり、２つの受信アンテナ９１２及び９１３で受信した反射波の位相差φ２−φ１からターゲット９３３の方向θを検出できる。【００１７】
θ＝ｓｉｎ−１｛（φ２−φ１）λ／（２πｄ）｝  ・・・（式２）【００１８】
これがＤＯＡ（ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ−ｏｆ−ａｒｒｉｖａｌ）と呼ばれる技術である。【００１９】
以上説明したように、図１６に示す従来のレーダ装置９０１は、位相とドップラ周波数の両方を検知することで、複数のターゲットの識別が可能になるとともに、それぞれのターゲットの方向と速度を検知することができる。なお、図１６ではレーダ装置９０１は、２つの受信アンテナ９１２及び９１３を有するので１次元方向しか検知できないが、例えば受信アンテナ９１２と受信アンテナ９１３とを含む直線上以外に、もう一つの受信アンテナを配置することで、水平／垂直の２次元方向を検知することができる。【００２０】
このようなレーダ装置９０１は、例えば人体検知に対しては、人の各部位が異なる動きをすることを利用して人体を検知できる。具体的には、胴体に対して、頭、手、脚が異なる速度で動くため、その方向と速度から人体を検知することが可能になる。【００２１】
ところで、物体とその方向を検知する従来技術として、例えば特許文献１に記載されたような、複数のアンテナのそれぞれのビームパターン特性と、拡散符号の遅延時間とから、物体の方向を検出する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２２】
【特許文献１】国際公開第９７／４０４００号
【非特許文献】
【００２３】
【非特許文献１】“Ｔｗｏ−ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ  ｈｕｍａｎ  ｔｒａｃｋｉｎｇ  ｕｓｉｎｇ  ａ  ｔｈｒｅｅ−ｅｌｅｍｅｎｔ  Ｄｏｐｐｌｅｒ  ａｎｄ  ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ−ｏｆ−ａｒｒｉｖａｌ  （ＤＤＯＡ）  ｒａｄａｒ”  Ｌｉｎ，  Ａ．；  Ｌｉｎｇ，  Ｈ．，  ＩＥＥＥ  Ｒａｄａｒ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ，  Ａｐｒｉｌ  ２００６，  ｐｐ．  ２４８−２５１．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２４】
しかしながら、従来の非特許文献１の構成ではドップラ周波数が近いとＤＯＡが不安定になるという課題がある。なぜなら、レーダ装置はドップラ周波数で各物体を識別しているため、レーダ装置に対して同じ視線方向速度で動く物体は別のものとして識別できないからである。そのため到来方向も識別できないことになる。言い換えれば、探知電波の照射範囲内の物体は全て異なるドップラ周波数を持つこと、すなわち異なる視線方向速度で動いていることが必要となる。【００２５】
ところが、実際の世界では多くのものが様々な動きをしているのが普通であり、検知したいターゲットとたまたま近い視線方向速度で動くものがどこかにある可能性は極めて高い。これらは全てターゲットを検知するための障害となる。【００２６】
また、探知電波と同様の周波数帯の通信システム又は他のレーダシステムが近くにあった場合、従来のレーダ装置ではその影響を受け、ターゲットを検知できない。このように、従来のレーダ装置は、他システムの干渉に対して弱い構成となっている。【００２７】
そこで、レーダ装置からの距離が互いに異なる距離範囲である探索レンジごとにターゲットを検知する構成が考えられる。【００２８】
しかしながら、ドップラ周波数の分解能は解析時間の逆数に応じて決定されるので、探索レンジごとにターゲットを検知する場合、ドップラ周波数の分析に長い時間を要する。これにより、処理時間が長くなるという課題がある。このように処理時間が長くなることにより、移動しているターゲットの方向を検知できないことがある。【００２９】
また、特許文献１の構成をドップラ周波数を検知する構成に適用しても、同様にドップラ周波数の分析に長い時間を要するので、処理時間が長くなる。つまり、移動しているターゲットの方向を検知できないことがある。【００３０】
本願発明の目的は、上記従来の課題を解決するもので、処理時間を短縮することにより、移動しているターゲットの方向を検知する機能を向上できるレーダイメージング装置及びイメージング方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００３１】
本願発明の一態様に係るレーダイメージング装置は、送信拡散符号を用いて搬送波を拡散することで送信信号を生成する送信部と、前記送信信号を放射波として放射する送信アンテナと、前記放射波が物体により反射された反射波を受信する複数の受信アンテナと、前記レーダイメージング装置からの距離が異なるＮ（Ｎは２以上の整数）個の探索レンジを走査するための走査期間内に、前記送信拡散符号と同一の符号であって前記距離に対応するＮ個の遅延符号を順次発生する走査処理を、Ｍ（Ｍは２以上の整数）走査期間にわたって繰り返す遅延符号発生部と、前記複数の受信アンテナにそれぞれ対応し、各々が、前記Ｎ個の遅延符号を順次用いて対応する受信アンテナで受信された反射波を逆拡散する複数の逆拡散部と、前記複数の逆拡散部にそれぞれ対応し、各々が、前記搬送波を用いて対応する逆拡散部で逆拡散された反射波を直交検波することにより、対応する受信アンテナで受信された反射波に応じた検波信号Ｒｉｊ（ｉは１からＮの整数、ｊは１からＭの整数）を生成する複数の検波部と、前記遅延符号発生部における遅延時間及び走査期間に対応づけて、前記複数の検波部のそれぞれで生成された検波信号Ｒｉｊを記憶する記憶部と、前記遅延符号発生部における前記Ｎ個の遅延符号に対応する互いに異なる前記距離及び１つの走査期間に対応するＮ個の前記検波信号Ｒ１ｊ〜ＲＮｊを前記記憶部に前記Ｍ走査期間繰り返し書き込み、前記距離が同一かつ互いに異なる走査期間に対応するＭ個の検波信号Ｒｉ１〜ＲｉＭの組を前記記憶部から順次読み出す記憶制御部と、前記記憶制御部により読み出された前記距離が同一のＭ個の検波信号Ｒｉ１〜ＲｉＭを周波数分析することによって、各探索レンジにおける前記反射波と前記搬送波との差分の周波数成分であるドップラ周波数成分と、当該ドップラ周波数成分に対応する位相及び強度を、前記複数の検波部のそれぞれに対応して検出するドップラ周波数検出部と、検出された前記複数の検波部のそれぞれに対応する位相から前記複数の検波部間の位相差を算出し、算出した位相差から各探索レンジにおける前記反射波の到来方向を検出することにより前記物体の方向を推定する方向推定部とを備える。【００３２】
これにより、複数回の遅延時間の掃引結果である検波信号Ｒｉｊが記憶部に記憶される。また、当該レーダイメージング装置は、当該レーダイメージング装置からの距離が同一の検波信号Ｒｉ１〜ＲｉＭについて、ドップラ周波数弁別処理を行う。この構成により、検波信号Ｒｉｊを、記憶部を介さずにドップラ周波数を弁別処理し、処理が完了する度に遅延時間の設定を変更するという単純な構成と比較し、当該レーダイメージング装置は、所望のドップラ周波数弁別処理の分解能を得つつ、距離範囲を掃引するために必要な時間を短縮できる。よって、当該レーダイメージング装置は、移動しているターゲットの方向を推定する機能を向上できる。【００３３】
また、当該レーダイメージング装置は、当該レーダイメージング装置からの距離が、拡散符号の符号速度により決定される距離のｋ（ｋは０以上の整数）倍以上、かつｋ＋１倍以下の領域である検知範囲として定義される探索レンジごとに、反射波に応じた検知信号Ｒｉｊを処理することが可能となる。よって、当該レーダイメージング装置は、探索レンジ外に同じ視線方向速度を有する物体が存在する場合であっても、その物体からの反射波の影響を受けることなく、当該検知範囲からの反射波の周波数を弁別できる。つまり、当該レーダイメージング装置は、当該検知範囲において移動している物体が存在する場合は、当該検知範囲外に同じ視線方向速度を有する物体が存在する場合でも、当該検知範囲における物体からの反射波と搬送波との差分の周波数であるドップラ周波数を検出できる。また、当該レーダイメージング装置は、送信信号として、符号変調した信号を用いているために、他のレーダシステム等から発する電波の影響があっても符号により自らの発した信号を識別することが可能である。つまり、当該レーダイメージング装置は、他のレーダシステムによる影響を低減できる。その結果、ドップラ周波数の近い物体又は他システムの干渉の影響によりＤＯＡが不定となる可能性が大きく減少するので、当該レーダイメージング装置は、簡易な構成で物体の方向を短時間に検出できる。【００３４】
また、前記方向推定部は、前記ドップラ周波数検出部で検出された強度が所定の第１閾値以上となるドップラ周波数成分を含む前記反射波の到来方向を前記物体の方向と推定してもよい。【００３５】
これにより、当該レーダイメージング装置は、物体の方向を推定できる。具体的には、当該レーダイメージング装置は、強度が所定の第１閾値以上となるドップラ周波数について、受信アンテナ間の位相差と、受信アンテナ間の物理的な距離とを用いて、物体の方向を知ることができる。【００３６】
また、さらに、前記ドップラ周波数検出部で検出された強度が前記所定の第１閾値以上となるドップラ周波数成分が検出された探索レンジの前記距離を、前記レーダイメージング装置から前記物体までの距離として推定する距離推定部を備えてもよい。【００３７】
これにより、当該レーダイメージング装置は、レーダイメージング装置から物体までの距離情報が得られるため、詳細な情報処理が可能になる。具体的には、受信アンテナで受信された信号は、遅延符号発生部で生成され、送信拡散符号に対して所定の遅延時間を有する遅延符号で逆拡散される。よって、信号が、送信アンテナから放射された後、物体で反射されて受信アンテナまで伝搬する際の往復遅延時間と、遅延符号の遅延時間とが一致する場合だけ、物体の視線方向速度に対応するドップラ周波数シフトを受けた搬送波が再生される。これにより、ドップラ周波数検出部により、視線移動速度に対応するドップラ周波数が出力される。しかし、往復遅延時間と遅延符号の遅延時間とが一致しない場合は、周波数スペクトルが送信拡散符号の符号速度に依存した広帯域に拡散された状態になるため、この影響がドップラ周波数検出部の検出結果にはほとんど寄与しない。従って、ある遅延時間においてドップラ周波数検出部のいずれかのドップラ周波数が所定の第１閾値以上の強度となる場合、その遅延時間の半分の時間に電磁波が進行する距離に、物体が存在すると判定することができる。【００３８】
また、前記方向推定部は、さらに、前記ドップラ周波数検出部で検出された強度が前記所定の第１閾値以上となるドップラ周波数成分から、前記レーダイメージング装置から前記物体を見た速度である視線方向速度を推定してもよい。【００３９】
これにより、当該レーダイメージング装置は、物体の視線方向速度を推定できるので、物体の接近を予測するなど、高度な判断が可能になる。【００４０】
また、前記Ｎ個の遅延符号は、前記送信拡散符号に対して互いに異なる遅延時間を有し、前記遅延時間は、前記送信拡散符号の１ビットを与える時間であるビット時間の整数倍であってもよい。【００４１】
これにより、遅延符号発生部の構成を簡単化しつつ、特定の距離範囲にある物体を、物体が反射する反射波がドップラ周波数検出部において識別可能な強度を有する限りにおいて、すべて検出することができる構成を実現できる。【００４２】
また、前記遅延時間は、前記ビット時間のＫ（Ｋは整数）倍からＫ＋Ｎ−１倍のいずれかであり、前記走査処理は、前記遅延時間を前記ビット時間のＫ倍からＫ＋Ｎ−１倍まで前記ビット時間ずつ順次増加させる、又は、前記遅延時間を前記ビット時間のＫ＋Ｎ−１倍からＫ倍まで前記ビット時間ずつ順次減少させることにより、前記Ｎ個の遅延符号を発生してもよい。【００４３】
これにより、遅延符号発生部の構成をさらに簡単化でき、さらに複数の探索レンジ間の干渉を抑制できる。【００４４】
また、前記距離推定部は、前記ドップラ周波数検出部で検出されたドップラ周波数成分毎の前記遅延時間に対する当該ドップラ周波数成分の強度の分布から、強度が極大となるピーク強度を特定し、特定したピーク強度と、特定したピーク強度に対応する遅延時間より前記ビット時間だけ短い遅延時間に対する強度であるピーク前強度と、特定したピーク強度に対応する遅延時間より前記ビット時間だけ長い遅延時間に対する強度であるピーク後強度とを用いて補間処理することにより、前記ビット時間に対応する距離よりも小さい距離を分解能として、前記レーダイメージング装置から前記物体までの距離を推定してもよい。【００４５】
これにより、当該レーダイメージング装置は、抽出した物体について、その方向を探索レンジの長さより細かい分解能で高精度に検出することができる。【００４６】
また、前記搬送波の周波数をｆ０、前記レーダイメージング装置から前記物体を見た速度である視線方向速度の想定される最大値をｖｍａｘ、前記視線方向速度の検出可能な分解能をｖｒｅｓとすると、前記送信拡散符号及び前記遅延符号の符号速度ＣＲは、ＣＲ≦２×ｆ０×ｖｒｅｓ／ｖｍａｘを満たすことが望ましい。【００４７】
これにより、当該レーダイメージング装置は、物体の距離を探索レンジの長さより細かい分解能で検出する際の誤差を低減できる。【００４８】
また、前記レーダイメージング装置は、さらに、前記遅延符号発生部が前記走査処理をＭ回繰り返す第１動作モードと、同一の遅延符号を繰り返し発生する第２動作モードとを制御する制御部を備え、前記制御部は、前記第１動作モードにおいて、前記ドップラ周波数検出部で検出された強度が所定の第２閾値以上となるドップラ周波数成分があるか否かを判断し、前記所定の第２閾値以上となるドップラ周波数成分があると判断した場合に前記第２動作モードに切り替え、前記第２動作モードにおいて、前記遅延符号発生部は、前記所定の第２閾値以上となるドップラ周波数成分が検出された探索レンジに対応する前記遅延符号を繰り返し発生し、前記記憶部は、当該探索レンジに対応する前記遅延符号を用いて逆拡散及び検波された検波信号を記憶せず、前記ドップラ周波数検出部は、前記記憶部に記憶されない検波信号を前記走査期間よりも短い周期でサンプリングして周波数分析することによって、前記所定の第２閾値以上となるドップラ周波数成分が検出された探索レンジにおける当該ドップラ周波数成分の位相及び強度を再度検出してもよい。【００４９】
これにより、当該レーダイメージング装置は、観測対象について、方向精度と距離精度とを向上することができる。【００５０】
また、前記第２動作モードにおいて、前記ドップラ周波数検出部が前記周波数分析するために要した前記検波信号の観測時間は、前記走査期間をＭ回繰り返すために要した時間と同等であることが望ましい。【００５１】
これにより、当該レーダイメージング装置は、全ての探索レンジについて物体の存在を判定する際の速度の分解能と、所定の第２閾値以上となるドップラ周波数成分が検出された探索レンジの物体について高精度に方向と距離の検出を行う際の速度の分解能とを等しくすることができるので、速度分解能の劣化を抑制できる。【００５２】
また、前記所定の第２閾値は、前記強度が前記所定の第２閾値以上であると判断される前記探索レンジがＮ−２個以下となるような値であることが望ましい。【００５３】
これにより、記憶部を介して全探索レンジに対してドップラ周波数を分析するのに要する時間と、全探索レンジのうち任意の探索レンジに対して記憶部を介さずドップラ周波数を分析するのに要する時間とは等しくなる。よって、記憶部を介さずにドップラ周波数を弁別処理し、処理が完了する度に遅延時間の設定を変更するという単純な構成と比較し、レーダイメージング装置全体の処理時間を短縮することができる。【００５４】
なお、本発明は、このような特徴的な処理部を備えるレーダイメージング装置として実現することができるだけでなく、レーダイメージング装置に含まれる特徴的な処理をステップとするイメージング方法として実現してもよい。【００５５】
また、本発明は、そのようなイメージング方法に含まれる特徴的なステップをレーダイメージング装置内の信号処理プロセッサに実行させるためのプログラムとして実現したりすることもできる。さらに、当該プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能なＣＤ−ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｃ−Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）などの記録媒体、又は、当該プログラムを示す情報、データ或いは信号として実現してもよい。そして、それらプログラム、情報、データ及び信号は、インターネットなどの通信ネットワークを介して配信してもよい。
【発明の効果】
【００５６】
以上、本発明によれば、移動しているターゲットの方向を検知する機能を向上できるレーダイメージング装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】図１は、本発明の実施の形態１におけるレーダ装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、本発明の実施の形態１におけるレーダ装置の送信部の詳細な構成を示すブロック図である。
【図３】図３は、本発明の実施の形態１におけるレーダ装置の受信部の詳細な構成を示すブロック図である。
【図４】図４は、本発明の実施の形態１におけるレーダ装置の制御部による遅延時間の制御について説明する図である。
【図５】図５は、本発明の実施の形態１におけるレーダ装置の信号記憶部の構成を示す図である。
【図６Ａ】図６Ａは、本発明の実施の形態１におけるレーダ装置の信号記憶部に複素ベースバンド信号を記憶する順序を示す図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、本発明の実施の形態１におけるレーダ装置の信号記憶部から複素ベースバンド信号を読み出す様子を示す図である。
【図７】図７は、本発明の実施の形態１におけるレーダ装置のドップラ周波数弁別部の構成と、入出力信号の構造とを示す図である。
【図８】図８は、本発明の実施の形態１におけるレーダ装置の物体検出部の出力信号の構造を示す図である。
【図９】図９は、本発明の実施の形態１におけるレーダ装置の動作を示すフローチャートである。
【図１０】図１０は、本発明の実施の形態１における、図９のベースバンド信号の書き込み処理の詳細な動作を示すフローチャートである。
【図１１Ａ】図１１Ａは、本発明の実施の形態１におけるレーダ装置のドップラ周波数弁別部の特定のドップラ周波数成分の出力信号強度を示す図である。
【図１１Ｂ】図１１Ｂは、本発明の実施の形態１における、隣接するレンジゲートの信号強度の比と距離オフセット値との関係を示す図である。
【図１２】図１２は、本発明の実施の形態２におけるレーダ装置の制御部と信号処理部との構成を示す図である。
【図１３】図１３は、本発明の実施の形態２におけるレーダ装置の動作を示すフローチャートである。
【図１４】図１４は、本発明の実施の形態２におけるレーダ装置の第１動作モードの具体的な動作を示すフローチャートである。
【図１５】図１５は、本発明の実施の形態２におけるレーダ装置の第２動作モードの具体的な動作を示すフローチャートである。
【図１６】図１６は、従来のレーダ装置の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００５８】
以下、本発明の各実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００５９】
（実施の形態１）
図１は、実施の形態１に係るレーダ装置１００の構成を示すブロック図である。なお、図１には、レーダ装置１００が検知する対象であるターゲット（対象物）２００ａ及び２００ｂも併せて図示されている。
【００６０】
レーダ装置１００は、本発明のレーダイメージング装置であり、ターゲット２００ａ及び２００ｂの視線方向速度及び方向を検出する機能と、拡散符号を用いてターゲット２００ａ及び２００ｂまでの距離を測定する機能とを備える。
【００６１】
具体的には、レーダ装置１００は、発振器１０１、分配器１０２ａ及び１０２ｂと、拡散符号発生部１０３ａと、遅延符号発生部１０３ｂと、送信部１０４と、送信アンテナ１０５と、受信アンテナ１０６ａ及び１０６ｂと、受信部１０７ａ及び１０７ｂと、信号処理部１０８と、アナログ・デジタル変換器１０９ａ、１０９ｂ、１０９ｃ及び１０９ｄと、制御部１１０とを備える。なお、ターゲット２００ａ及び２００ｂについて、特に区別する必要がない場合は、ターゲット２００と記載する。また、レーダ装置１００は、静止しているものとする。以下、各構成について詳細に説明する。
【００６２】
（発振器１０１）
発振器１０１は、周波数がｆ０の局部発振信号（搬送波とも言う）ＬＯを生成する。搬送波ＬＯの周波数ｆ０としては、例えば６０ＧＨｚの周波数帯を使用する。なお、発振器１０１は、搬送波ＬＯの周波数ｆ０を直接生成する構成であっても、外部で生成された信号を逓倍することにより所望の周波数ｆ０の搬送波ＬＯを生成する構成であってもよい。
【００６３】
（分配器１０２ａ及び１０２ｂ）
分配器１０２ａ及び１０２ｂは、入力信号を分配することで、入力信号と同一の周波数を有する２つの信号を出力する。具体的には、分配器１０２ａは、発振器１０１で生成された搬送波ＬＯを分配することで、搬送波ＬＯと同一の周波数ｆ０を有する２つの信号を生成し、当該２つの信号の一方を送信部１０４に、他方を分配器１０２ｂに出力する。一方、分配器１０２ｂは、分配器１０２ａから入力された信号を分配することで、当該入力された信号と同一の周波数、つまり搬送波ＬＯと同一の周波数ｆ０を有する２つの信号を生成し、当該２つの信号の一方を受信部１０７ａに、他方を受信部１０７ｂに出力する。つまり、分配器１０２ａ及び１０２ｂは、送信部１０４、受信部１０７ａ及び１０７ｂに、発振器１０１で生成された、周波数ｆ０の搬送波ＬＯを出力する。
【００６４】
（拡散符号発生部１０３ａ及び遅延符号発生部１０３ｂ）
拡散符号発生部１０３ａは、スペクトラム拡散に使用する拡散符号を発生する。拡散符号は、例えばビットレート２５０ＭｂｐｓのＭ系列符号の拡散符号（以下、Ｍ１と言う）である。なお、拡散符号発生部１０３ａにより発生される拡散符号Ｍ１は、本発明の送信拡散符号に相当する。
【００６５】
具体的には、拡散符号発生部１０３ａは、例えばデジタル回路であり、例えば拡散符号発生部１０３ａの外部に設けた記憶装置（図示せず）に格納された拡散符号を逐次取り出すか、又は拡散符号発生部１０３ａの内部或いは外部に記憶された規則（例えば、定式）に基づいて拡散符号を逐次生成する。拡散符号発生部１０３ａは、発生した拡散符号を、送信部１０４に出力する。
【００６６】
遅延符号発生部１０３ｂは拡散符号Ｍ１に対し、遅延時間を有する遅延符号（以下、Ｍ２と言う）を発生する。具体的には、遅延符号発生部１０３ｂは、レーダ装置１００からの距離が異なるＮ（Ｎは２以上の整数）個のレンジゲートを走査するための走査期間内に、送信符号Ｍ１と同一の符号であって、Ｎ個のレンジゲートのレーダ装置１００からの距離に対応するＮ個の遅延符号Ｍ２を順次発生するレンジスキャン動作（走査処理とも言う）を、Ｍ（Ｍは２以上の整数）走査期間にわたって繰り返す。より具体的には、遅延符号発生部１０３ｂは、制御部１１０から指示される遅延時間Ｃ２だけ拡散符号Ｍ１に対して遅れた符号である遅延符号Ｍ２を発生する。また、制御部１１０は、拡散符号発生部１０３ａへ遅延時間Ｃ１を指示する。この遅延時間Ｃ１は例えばゼロである。
【００６７】
ここで、遅延時間Ｃ２とは、拡散符号Ｍ１の時間波形に対する遅延符号Ｍ２の時間波形の遅れ時間であり、遅延時間Ｃ２がゼロの場合、拡散符号Ｍ１の時間波形と遅延符号Ｍ２の時間波形は同一となるが、遅延時間Ｃ２がゼロでない場合、遅延符号Ｍ２の時間波形は拡散符号Ｍ１の時間波形を遅延時間Ｃ２だけ遅らせた波形となる。
【００６８】
具体的には、遅延符号発生部１０３ｂは、例えばデジタル回路である。この遅延符号発生部１０３ｂは、制御部１１０の指示に従い、拡散符号発生部１０３ａが参照する、拡散符号発生部１０３ａの外部に設けた記憶装置に格納された符号を拡散符号Ｍ１に対して遅延した様態で逐次取り出すことにより遅延符号Ｍ２を発生する。あるいは、遅延符号発生部１０３ｂは、拡散符号Ｍ１を発生させるために用いた定式と同じ定式に基づいて、拡散符号Ｍ１に対して遅延した様態で拡散符号Ｍ１と同じ符号を発生することにより遅延符号Ｍ２を逐次生成する。
【００６９】
（送信部１０４）
送信部１０４は、拡散符号発生部１０３ａで発生された拡散符号Ｍ１を用いて、局部発振信号ＬＯ（搬送波）を拡散することで、送信信号（以下、ＲＦ  ＯＵＴと言う）を生成する。例えば、送信部１０４は、図２に示すような構成として実現され、搬送波ＬＯと拡散符号Ｍ１とを乗算する拡散ミキサ１４１と、拡散ミキサ１４１で拡散された搬送波ＬＯを増幅することにより送信信号ＲＦ  ＯＵＴを生成する増幅器１４２とを備える。増幅器１４２は、例えば、レーダ装置１００から放射される電波を法規制により定められた適切なレベルに設定するために、拡散ミキサ１４１で拡散された搬送波ＬＯを当該適切なレベルに増幅する。
【００７０】
（送信アンテナ１０５）
図１において、送信アンテナ１０５は、送信部１０４で生成された送信信号ＲＦ  ＯＵＴを放射波（以下、ｒａｄ＿ｗと言う）として放射する。
【００７１】
送信アンテナ１０５から放射された放射波ｒａｄ＿ｗは、ターゲット２００で反射され、反射波（以下、ｒｅｆ＿ｗと言う）として受信アンテナ１０６ａ及び１０６ｂで受信される。
【００７２】
（受信アンテナ１０６ａ及び１０６ｂ）
受信アンテナ１０６ａ及び１０６ｂは、受信した反射波ｒｅｆ＿ｗを入力信号（以下、ＲＦ  ＩＮと言う）として対応する受信部１０７ａ及び１０７ｂへ出力する。言い換えると、受信アンテナ１０６ａで受信された反射波ｒｅｆ＿ｗは、受信部１０７ａに入力信号ＲＦ  ＩＮとして入力される。一方、受信アンテナ１０６ｂで受信された反射波ｒｅｆ＿ｗは、受信部１０７ｂに入力信号ＲＦ  ＩＮとして入力される。
【００７３】
（受信部１０７ａ及び１０７ｂ）
受信部１０７ａは、遅延符号発生部１０３ｂで発生された遅延符号Ｍ２を用いて、受信アンテナ１０６ａで受信された反射波ｒｅｆ＿ｗを逆拡散する。さらに、受信部１０７ａは、逆拡散した反射波ｒｅｆ＿ｗを搬送波ＬＯを用いて直交復調（直交検波とも言う）することで、同相信号（Ｉａ）及び直交信号（Ｑａ）を生成する。この同相信号（Ｉａ）は、受信部１０７ａで逆拡散された反射波ｒｅｆ＿ｗの、搬送波ＬＯと同相の位相成分に対応する信号である。一方、直交信号（Ｑａ）は、受信部１０７ａで逆拡散された反射波ｒｅｆ＿ｗの、搬送波ＬＯと直交する位相成分に対応する信号である。これら同相信号（Ｉａ）及び直交信号（Ｑａ）は、受信アンテナ１０６ａで受信された反射波ｒｅｆ＿ｗの強度及び位相に対応する第１複素ベースバンド信号ＢＢａを構成する。
【００７４】
受信部１０７ｂは、遅延符号発生部１０３ｂで発生された遅延符号Ｍ２を用いて、受信アンテナ１０６ｂで受信された反射波ｒｅｆ＿ｗを逆拡散する。さらに、受信部１０７ｂは、逆拡散した反射波ｒｅｆ＿ｗを搬送波ＬＯを用いて直交復調することで、同相信号（Ｉｂ）及び直交信号（Ｑｂ）を生成する。この同相信号（Ｉｂ）は、受信部１０７ｂで逆拡散された反射波ｒｅｆ＿ｗの、搬送波ＬＯと同相の位相成分に対応する信号である。一方、直交信号（Ｑｂ）は、受信部１０７ｂで逆拡散された反射波ｒｅｆ＿ｗの、搬送波ＬＯと直交する位相成分に対応する信号である。これら同相信号（Ｉｂ）及び直交信号（Ｑｂ）は、受信アンテナ１０６ｂで受信された反射波ｒｅｆ＿ｗの強度及び位相に対応する第２複素ベースバンド信号ＢＢｂを構成する。
【００７５】
なお、受信部１０７ｂは、受信部１０７ａと同様の構成を有する。
【００７６】
ここで、図３を用いて、受信部１０７ａ及び受信部１０７ｂの構成を受信部１０７として説明する。なお、図３に示す受信部１０７に対応して設けられた受信アンテナ１０６ａ及び１０６ｂのそれぞれを、特に区別せず受信アンテナ１０６と記載する場合がある。また、同相信号（Ｉａ）及び同相信号（Ｉｂ）を同相信号（Ｉ）、直交信号（Ｑａ）及び直交信号（Ｑｂ）を直交信号（Ｑ）、第１複素ベースバンド信号ＢＢａ及び第２複素ベースバンド信号ＢＢｂを複素ベースバンド信号ＢＢとして記載する場合がある。また、単にベースバンド信号と記載する場合がある。
【００７７】
受信部１０７は、図３に示すように、受信アンプ１７５と、逆拡散ミキサ１７１と、分配器１７２ａ及び１７２ｂと、復調ミキサ１７３ａ及び１７３ｂと、移相器１７４とを備える。
【００７８】
受信アンプ１７５は、受信アンテナ１０６が受信した信号を増幅する増幅器である。つまり、受信アンプ１７５は入力信号ＲＦ  ＩＮを増幅する。受信アンプ１７５は、微弱な受信信号（入力信号ＲＦ  ＩＮと同義）を増幅する増幅器であり、特に増幅器自身が新たに付加する雑音を最小化するように注意深く設計された低雑音増幅器であることが望ましい。受信アンプ１７５は、その出力部において、新たに付加された雑音に対する入力信号の強度比を最大に保ちつつ受信信号の強度を増幅することによって、後段の回路で発生する雑音の影響を最小限に抑制する。
【００７９】
逆拡散ミキサ１７１は、本発明の逆拡散部に相当し、受信アンテナ１０６ａ又は受信アンテナ１０６ｂで受信された反射波ｒｅｆ＿ｗを、拡散符号Ｍ１に対して遅延された遅延符号Ｍ２を用いて逆拡散する。具体的には、受信アンプ１７５で増幅された入力信号ＲＦ
ＩＮを逆拡散する。この逆拡散された信号を、「被逆拡散波」と呼ぶ。
【００８０】
送信アンテナ１０５より放射波ｒａｄ＿ｗが放射されてから、ターゲット２００でその放射波ｒａｄ＿ｗが反射されて受信アンテナ１０６で受信されるまでの時間と、拡散符号Ｍ１に対する遅延符号Ｍ２の遅延時間とが一致する場合に、逆拡散ミキサ１７１の出力信号において、狭帯域の被逆拡散波が再生される。
【００８１】
このとき出力される被逆拡散波の周波数は、送信部１０４に供給する搬送波ＬＯの周波数ｆ０が、ターゲット２００の視線方向速度によってドップラシフトを受けた周波数である。
【００８２】
分配器１７２ａは、分配器１０２ａ及び１０２ｂと同様に、入力された信号を分配し、入力された信号と同一の周波数を有する信号を出力する。具体的には、分配器１７２ａは、逆拡散ミキサ１７１により生成された被逆拡散波を分配し、分配した一方の被逆拡散波を復調ミキサ１７３ａに出力し、分配した他方の被逆拡散波を復調ミキサ１７３ｂに出力する。同様に、分配器１７２ｂは、入力された搬送波ＬＯを分配し、分配した一方の搬送波ＬＯを復調ミキサ１７３ａに出力し、分配した他方の搬送波ＬＯを移相器１７４に出力する。移相器１７４は、入力された搬送波ＬＯの位相を９０°ずらして出力する。つまり、復調ミキサ１７３ａに入力される搬送波ＬＯの位相と、復調ミキサ１７３ｂに入力される搬送波ＬＯの位相とは、９０°異なる。
【００８３】
復調ミキサ１７３ａ及び１７３ｂは、本発明の検波部に相当し、分配器１７２ａで分配された被逆拡散波を、搬送波ＬＯを用いて直交復調し、同相信号（Ｉ）及び直交信号（Ｑ）から構成される複素ベースバンド信号ＢＢを生成する直交復調器である。具体的には、復調ミキサ１７３ａは分配器１７２ａで分配された被逆拡散波を、搬送波ＬＯを用いて復調することで同相信号（Ｉ）を生成する。一方、復調ミキサ１７３ｂは分配器１７２ａで分配された被逆拡散波を、移相器１７４で位相が９０°ずらされた搬送波ＬＯを用いて復調することで直交信号（Ｑ）を生成する。
【００８４】
これにより、複素ベースバンド信号ＢＢの周波数は、受信部１０７の入力信号ＲＦＩＮの周波数と、搬送波ＬＯの周波数ｆ０との差分の周波数を有する。つまり、受信アンテナ１０６に入力された、拡散符号Ｍ１に対する遅延符号Ｍ２の遅延時間と一致する往復遅延時間を有する反射波ｒｅｆ＿ｗは、受信部１０７により、その反射波ｒｅｆ＿ｗを生成したターゲット２００の視線方向速度によって決定されるドップラ周波数を有する低周波信号であるベースバンド信号ＢＢに変換される。これに対し、受信アンテナ１０６に入力された、拡散符号Ｍ１に対する遅延符号Ｍ２の遅延時間と一致しない往復遅延時間を有する反射波ｒｅｆ＿ｗは、受信部１０７により、中心周波数がゼロで広帯域に拡散された信号に変換される。この中心周波数がゼロで広帯域に拡散された信号は、通常発生しうるドップラ周波数の範囲の低周波信号成分への寄与はほとんどない。
【００８５】
よって、レーダ装置１００は、通常発生しうるドップラ周波数の範囲の信号成分だけを処理すれば、拡散符号Ｍ１に対する遅延符号Ｍ２の遅延時間で規定される距離の前後に、Ｍ１およびＭ２の符号速度で規定される長さをもった特定の距離範囲（以下、レンジゲートと言う）に位置するターゲット２００からの反射波ｒｅｆ＿ｗだけを選択的に検出することができる。
【００８６】
具体的には、搬送波の周波数がｆ０＝６０ＧＨｚであり、対象物の視線方向速度が最大ｖｍａｘ＝２００ｋｍ／ｈであるとすると、ドップラ周波数の最大値ｆｄｍａｘは光速ｃを用いてｆｄｍａｘ＝２×ｖｍａｘ×ｆ０／ｃ＝２２．２ｋＨｚとなる。
【００８７】
また、拡散符号Ｍ１の符号速度ＣＲとレンジゲートの長さＲＧとの関係はＲＧ＝ｃ／（ＣＲ×２）である。つまり、ＣＲ＝２５０ＭｂｐｓのときＲＧ＝６０ｃｍである。
【００８８】
よって、レーダ装置１００は、拡散符号Ｍ１に対する遅延符号Ｍ２の遅延時間として、ある遅延時間を設定した場合、当該遅延時間に対応する距離の前後６０ｃｍの区間に存在するターゲットだけを選択的に検出することができる。例えば、遅延時間を１２ｎｓとした場合、遅延時間１２ｎｓに対応する距離は１８０ｃｍとなる。また、レーダ装置１００は、レーダ装置１００からの距離が１２０ｃｍ以上かつ２４０ｃｍ以下の区間に存在するターゲット２００だけを選択的に検出することができる。
【００８９】
ターゲット２００の検出範囲は、より詳しくは、拡散符号Ｍ１の自己相関特性に依存する。例えば、拡散符号Ｍ１がＭ系列符号の場合、遅延時間に対応する距離を含むレンジゲートに隣接するレンジゲートにまでターゲットの影響が及ぶ。しかしながら、その他のレンジゲートに位置するターゲットとは区別して選択的に検出が可能である。
【００９０】
受信部１０７ａで生成された第１複素ベースバンド信号ＢＢａは、拡散符号Ｍ１に対する遅延符号Ｍ２の遅延時間に対応する検知範囲におけるターゲット２００によるドップラ周波数の１つ以上の周波数成分ｆｋ（ｋは、１以上の整数）が重畳された信号である。各周波数成分ｆｋは位相φｋと、振幅Ａｋとを有している。よって、第１複素ベースバンド信号ＢＢａは、拡散符号Ｍ１に対するＭ２の遅延時間に対応する検知範囲以外におけるターゲット２００によるドップラ周波数の影響は受けない。なお、振幅Ａｋは強度に相当し、振幅Ａｋが大きいほど強度が高いことを意味する。
【００９１】
（制御部１１０）
制御部１１０は、拡散符号発生部１０３ａが発生する拡散符号Ｍ１に対し、遅延符号発生部１０３ｂが発生する遅延符号Ｍ２の遅延時間をあらかじめ決められた順で設定する。この制御部１１０は、各レンジゲートに対応する遅延時間を決定し、当該遅延時間を遅延符号発生部１０３ｂに指示する。
【００９２】
これにより、第１複素ベースバンド信号ＢＢａと第２複素ベースバンド信号ＢＢｂとは、当該レンジゲートに位置するターゲットからの反射信号となる。制御部１１０は、拡散符号Ｍ１に対する遅延符号Ｍ２の遅延時間を逐次設定することで、ターゲットの検知範囲をくまなく網羅するように、レンジゲートの中心位置を掃引する（以下、レンジスキャン動作と言う）。さらに制御部１１０はレンジスキャン動作を繰り返すことにより、すべてのレンジゲートについて、反射波ｒｅｆ＿ｗの時系列波形を取得できるように遅延時間の制御を行う。
【００９３】
図４は、制御部１１０による遅延時間の制御について説明する図である。なお、ここでは一例として、レンジゲートの長さを０．６ｍ、検知範囲を０．６×Ｎ［ｍ］とする。
【００９４】
この場合、拡散符号発生部１０３ａで発生される拡散符号Ｍ１はＮより大きな値として設定可能なビット長Ｌを有し、拡散符号発生部１０３ａはこの拡散符号Ｍ１を繰り返し発生する。拡散符号Ｍ１のビット長Ｌは、Ｌを大きな値に設定することにより、レンジゲート外の信号がレンジゲート内に漏洩する比率を低減できるが、結果として、計測時間が長くなるので、その点を考慮して決定すればよい。一方、制御部１１０は、ターゲットの検知範囲をくまなく網羅するために、拡散符号Ｍ１に対して遅延符号Ｍ２が０〜Ｎ−１チップまで昇順でずれるように、拡散符号Ｍ１に対する遅延符号Ｍ２の遅延時間を制御する。そして、制御部１１０は、拡散符号Ｍ１に対して遅延符号Ｍ２が０〜Ｎ−１チップまで昇順でずれるように遅延時間を設定した後、再度、拡散符号Ｍ１に対する遅延符号Ｍ２のずれが０チップとなるような遅延時間を設定し、上記動作を繰り返す。
【００９５】
上述したように、拡散符号Ｍ１に対する遅延符号Ｍ２の遅延時間は当該遅延時間に対応するレーダ装置１００からの距離に対応する。よって、制御部１１０が遅延符号発生部１０３ｂにより発生される遅延符号Ｍ２の遅延時間を順次ずれるように設定することにより、レーダ装置１００は、レーダ装置１００からの距離が異なるＮ個のレンジゲートのそれぞれのターゲットを検知できる。つまり、拡散符号Ｍ１に対する遅延符号Ｍ２のずれが０チップの場合１番目のレンジゲートのターゲットを検知でき、拡散符号Ｍ１に対する遅延符号Ｍ２のずれがｉ−１チップの場合（１≦ｉ≦Ｎ）、ｉ番目のレンジゲートのターゲットを検知できる。
【００９６】
このように、拡散符号Ｍ１に対して遅延符号Ｍ２を０〜Ｎ−１チップまで順次ずらすことをレンジスキャン動作（走査処理とも言う）といい、１レンジスキャン動作を行うために要する期間を走査期間という。制御部１１０は、上記レンジスキャン動作をＭ走査期間にわたって繰り返す。なお、以降、ｉ番目のレンジゲートをレンジゲート番号ｉ、ｊ回目のレンジスキャン動作をレンジスキャン番号ｊと記載する場合がある。
【００９７】
以上のような制御部１１０による遅延時間の制御により遅延符号発生部１０３ｂで発生される遅延符号Ｍ２は、拡散符号Ｍ１と同一の符号であって、拡散符号Ｍ１に対して互いに異なる遅延時間を有するＮ個の符号である。具体的には、Ｎ個の遅延符号Ｍ２は、図４に示すように、拡散符号Ｍ１を拡散符号Ｍ１の１ビットずつ順次ずらした符号である。言い換えると、遅延符号Ｍ２は、拡散符号Ｍ１に対して所定の時間ずつ順次ずらした符号である。この所定の時間とは、拡散符号Ｍ１の１ビットを与える時間であるビット時間である。例えば、拡散符号Ｍ１の符号速度ＣＲが２５０Ｍｂｐｓ（ｃｐｓと呼ぶ場合もある）の場合、この所定の時間は４ｎｓである。つまり、Ｎ個の遅延符号Ｍ２は、拡散符号Ｍ１を４ｎｓずつずらした符号である。
【００９８】
また、レンジゲートのレーダ装置１００からの距離とは、レーダ装置１００からレンジゲートに含まれるいずれか１点までの距離であり、好ましくは当該レンジゲートの中点までの距離である。例えば、レンジゲートの長さを０．６ｍとした場合、３番目のレンジゲートのレーダ装置１００からの距離とは、好ましくは、３番目のレンジゲートのうちレーダ装置１００からの距離がもっと近い１．５ｍと、３番目のレンジゲートのうちレーダ装置１００からの距離がもっと近い２．１ｍとの中点である１．８ｍである。
【００９９】
（信号処理部１０８）
信号処理部１０８は、例えばＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）である。この信号処理部１０８は、受信部１０７ａで生成された同相信号（Ｉａ）及び直交信号（Ｑａ）から構成される第１複素ベースバンド信号ＢＢａと、受信部１０７ｂで生成された同相信号（Ｉｂ）及び直交信号（Ｑｂ）から構成される第２複素ベースバンド信号ＢＢｂとを信号処理する。また、信号処理部１０８は、信号記憶部１８１ａ及び１８１ｂと、ドップラ周波数弁別部１８２ａ及び１８２ｂと、到来方向計算部１８３と、物体検出部１８４と、メモリ制御部１８５とを備える。
【０１００】
信号記憶部１８１ａは、受信部１０７ａで生成された同相信号（Ｉａ）及び直交信号（Ｑａ）から構成される第１複素ベースバンド信号ＢＢａの時系列波形を、制御部１１０が逐次設定した、それぞれのレンジゲートを識別するために付与されたレンジゲート番号と関連付けて記憶する。
【０１０１】
信号記憶部１８１ｂは、受信部１０７ｂで生成された同相信号（Ｉｂ）及び直交信号（Ｑｂ）から構成される第２複素ベースバンド信号ＢＢｂの時系列波形を、レンジゲート番号と関連付けて記憶する。なお、信号記憶部１８１ｂは、信号記憶部１８１ａと同様の構成を有する。また、信号記憶部１８１ａ及び信号記憶部１８１ｂは、本発明の記憶部に相当する。
【０１０２】
図５を用いて、信号記憶部１８１ａ及び１８１ｂの構成を信号記憶部１８１として説明する。
【０１０３】
信号記憶部１８１は、制御部１１０が設定する遅延時間に対応するレンジゲート毎に、同相信号（Ｉ）と直交信号（Ｑ）とから構成される複素ベースバンド信号ＢＢをレンジスキャン毎に記憶できるように構成される。具体的には、信号記憶部１８１は、Ｎ個のレンジゲート番号とＭ個のレンジスキャン番号との組合せである（Ｎ×Ｍ）要素の２次元配列を格納する、メモリ回路として構成される。また、それぞれの要素には同相信号（Ｉ）と直交信号（Ｑ）とを記憶することができる。つまり、信号記憶部１８１は、遅延符号発生部１０３ｂにおける遅延時間に対応するレンジゲートと、レンジスキャンとに対応づけて、同相信号（Ｉ）及び直交信号（Ｑ）を保持する。言い換えると、信号記憶部１８１は、遅延符号発生部１０３ｂにおける遅延時間と、レンジスキャン番号とに対応付けて、受信部１０７ａ及び受信部１０７ｂのそれぞれで生成された複素ベースバンド信号ＢＢを記憶する。
【０１０４】
メモリ制御部１８５により、同相信号（Ｉ）と直交信号（Ｑ）とから構成される複素ベースバンド信号ＢＢの信号記憶部１８１への書き込み及び読み出しが制御される。
【０１０５】
図６Ａに、信号記憶部１８１に複素ベースバンド信号が記憶される様子を示す。つまり、図６Ａは、メモリ制御部１８５による、受信部１０７から出力された複素ベースバンド信号の書き込みの様子を示す。図６Ａにおいて、横軸はレンジゲート番号（１、２、３・・・Ｎ）を示し、縦軸は掃引番号（１、２、３・・・Ｍ）を示す。なお、掃引番号はレンジスキャン番号と同義である。また、以降、ｉ番目（１≦ｉ≦Ｎ）のレンジゲートかつｊ番目（１≦ｊ≦Ｍ）のレンジスキャンにおける複素ベースバンド信号をＲｉｊと記載する。
【０１０６】
メモリ制御部１８５は、制御部１１０がレンジゲートを切り替える度に、切り替え後のレンジゲート番号及びレンジスキャン番号に対応する、信号記憶部１８１の記憶位置に複素ベースバンド信号ＢＢ（同相信号（Ｉ）および直交信号（Ｑ））を記憶させる。なお、レンジゲート番号及びレンジスキャン番号に対応する記憶位置は予め定められていても、動的に割り当てられてもよい。
【０１０７】
また、メモリ制御部１８５は、１回のレンジスキャンが終わる毎にレンジスキャン番号を１つだけ進めながら記憶場所を順次変更していく。言い換えると、ｊ番目のレンジスキャン番号のＮ個のレンジゲート番号に対応するＮ要素の同相信号（Ｉ）及び直交信号（Ｑ）を信号記憶部１８１に書き終わった後、ｊ＋１番目のレンジスキャン番号の同相信号（Ｉ）及び直交信号（Ｑ）を信号記憶部１８１に書き込む。これにより、信号記憶部１８１は、すべてのレンジゲートについて、時系列の同相信号（Ｉ）及び直交信号（Ｑ）から構成される時系列の複素ベースバンド信号ＢＢを記憶する。
【０１０８】
信号記憶部１８１のすべての記憶場所にすでにベースバンド信号ＢＢが記憶されている場合、メモリ制御部１８５は現在のレンジゲート番号及びレンジスキャン番号に対応する記憶場所に記憶されている古いベースバンド信号ＢＢを上書きする。これにより、レンジスキャン方向に連続した、すなわち時系列の連続した最新のベースバンド信号ＢＢが記憶された状態を常に保つことができる。この際、後述のドップラ周波数弁別部１８２ａ及び１８２ｂでの処理における区切りが信号記憶部１８１のどのレンジスキャン番号に相当するかを示すため、時系列の不連続点として、最新のレンジスキャン番号を記憶する場所を設けておくことが好ましい（図示せず）。
【０１０９】
図６Ｂに、信号記憶部１８１に記憶された複素ベースバンド信号が読み出される様子を示す。つまり、メモリ制御部１８５による、複素ベースバンド信号の読み出しの様子を示す。
【０１１０】
メモリ制御部１８５は、同一のレンジゲートかつ互いに異なるレンジスキャンに対応するＭ個のベースバンド信号ＢＢを信号記憶部１８１から順次読み出す。なお、メモリ制御部１８５は、（Ｎ×Ｍ）要素の全てが記憶された後に同一のレンジゲート番号かつ互いに異なるレンジスキャン番号に対応して記憶されたＭ個のベースバンド信号を読み出してもよいし、あるレンジゲート番号のＭ番目のレンジスキャン番号に対応するベースバンド信号が記憶された時点で、当該レンジゲート番号に対応するＭ個のベースバンド信号を読み出してもよい。
【０１１１】
このように、メモリ制御部１８５は、遅延符号発生部１０３ｂで発生されるＮ個の遅延符号に対応する、互いにレーダ装置１００からの距離が異なるＮ個のレンジゲートまでの距離と、同一のレンジスキャンに対応するＮ個のベースバンド信号ＢＢであるベースバンド信号Ｒ１ｊ〜ＲＮｊとを信号記憶部１８１にＭ回のレンジスキャンで繰り返し書き込む。また、メモリ制御部１８５は、レンジゲートが同一かつ互いに異なるレンジスキャンに対応するＭ個のベースバンド信号であるベースバンド信号Ｒｉ１〜ＲｉＭの組を信号記憶部１８１から順次読み出す。
【０１１２】
このようにして、メモリ制御部１８５により読み出されたレンジゲートが同一かつ互いに異なるレンジスキャンに対応するＭ個のベースバンド信号Ｒｉ１〜ＲｉＭは、ドップラ周波数弁別部１８２ａ及び１８２ｂにより周波数分析される。
【０１１３】
なお、図１において、レーダ装置１００は、受信部１０７ａに対応して設けられた信号記憶部１８１ａと、受信部１０７ｂに対応して設けられた信号記憶部１８１ｂとを備える。しかし、レーダ装置１００は１つの記憶装置を有し、当該記憶装置の異なる領域を受信部１０７ａに対応する信号記憶部１８１ａ及び受信部１０７ｂに対応する信号記憶部１８１ｂとして用いてもよい。
【０１１４】
図１において、ドップラ周波数弁別部１８２ａ及び１８２ｂは、複素ベースバンド信号を周波数成分毎に弁別し、ドップラ周波数成分毎に受信信号の位相と強度を出力する。ドップラ周波数弁別部１８２ａ及び１８２ｂのそれぞれは、本発明のドップラ周波数検出部に相当し、メモリ制御部１８５により読み出されたレンジゲート番号が同一のＭ個のベースバンド信号Ｒｉ１〜ＲｉＭを周波数分析することによって、各レンジゲートにおける反射波ｒｅｆ＿ｗの周波数と搬送波ＬＯの周波数ｆ０との差分の周波数成分であるドップラ周波数成分と、当該ドップラ周波数成分に対応する位相及び強度を、受信部１０７ａの検波部及び受信部１０７ｂのそれぞれに対応して検出する。
【０１１５】
図７を用いて、ドップラ周波数弁別部１８２ａ及び１８２ｂと、その入出力信号の構造を説明する。なお、ドップラ周波数弁別部１８２ａとドップラ周波数弁別部１８２ｂとは、同様の構成を有するので、ここではドップラ周波数弁別部１８２として説明する。ドップラ周波数弁別部１８２ａ及び１８２ｂの入力信号は、対応する信号記憶部１８１に記憶された複素ベースバンド信号ＢＢ（複素ベースバンド信号Ｒｉｊ）である。ドップラ周波数弁別部１８２の内部はレンジゲート毎に独立した高速フーリエ変換器（Ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ，ＦＦＴ）で構成される。
【０１１６】
以上の構成を用い、信号記憶部１８１に受信信号を一旦記憶させることにより、ドップラ周波数弁別部で所望の周波数分解能を得るために必要な時系列信号の時間長に対し、その時間内にレンジスキャン動作を埋め込むことが可能になる。よって、当該構成は、信号記憶部を用いず、単純に受信部とドップラ周波数弁別部を直結し、ドップラ周波数弁別処理の実行完了を待って、順次レンジゲートを切り替える場合に比べて、全体の処理時間を大幅に短縮できる。
【０１１７】
具体的には、視線方向速度ｖとドップラ周波数ｆｄの関係は、ｆｄ＝２×ｖ／λである。波長λはｃ／ｆ０（ｃは光速、ｆ０は搬送波ＬＯの周波数）であるから、ターゲットの視線方向速度の速度分解能０．１ｍ／ｓを得るためにはドップラ周波数分解能ｆｒｅｓは４０Ｈｚが要求される。よって、各レンジゲートの観測時間ＴはＴ＝１／ｆｒｅｓ＝２５ｍｓ必要である。言い換えると、１回目のレンジスキャンにおいてｉ番目のレンジゲートのベースバンド信号Ｒｉ１をサンプリングした時間から、Ｍ回目のレンジスキャンにおいてｉ番目のレンジゲートのベースバンド信号ＲｉＭをサンプリングする時間までに、２５ｍｓ必要である。
【０１１８】
例えば、観測距離範囲（レーダ装置１００の検知範囲）を０から２０ｍとし、レンジゲートの長さを０．６ｍとした場合、レンジゲートの数は３４になる。よって、メモリ制御部１８５を用いずに、上記ドップラ周波数分解能ｆｒｅｓを満たすためにレンジゲート毎に観測時間Ｔを要してベースバンド信号ＲｉＭをサンプリングする場合、全レンジゲートの観測時間はＴ×３４＝８５０ｍｓ必要である。
【０１１９】
これに対して、本実施の形態では、メモリ制御部１８５により、ｊ回目のレンジスキャンにおけるｉ番目のレンジゲートのベースバンド信号Ｒｉｊをサンプリングした後、ｊ＋１番目のレンジスキャンにおけるｉ番目のレンジゲートのベースバンド信号Ｒｉｊ＋１をサンプリングするまでの期間に、ｉ番目のレンジゲート以外のベースバンド信号をサンプリングすることができる。つまり、１つのレンジゲートに対して要求される観測時間２５ｍｓの間に異なるレンジゲートのベースバンド信号をサンプリングすることができるため、全レンジゲートの観測時間も２５ｍｓとなり、レンジゲート数の分だけ観測時間を短縮できる。すなわち、ドップラ周波数弁別部１８２ａ及びドップラ周波数弁別部１８２ｂでの信号処理を３４倍高速にできる。
【０１２０】
なお、ドップラ周波数弁別部１８２ａ及び１８２ｂは、高速フーリエ変換以外のアルゴリズムを用いてもよく、複素ベースバンド信号の時系列波形から強度と位相の周波数スペクトルを算出することができればよい。例えば、ドップラ周波数弁別部１８２ａ及び１８２ｂは、離散コサイン変換又はウェーブレット変換などのアルゴリズムを用いてもよい。
【０１２１】
このように、ドップラ周波数弁別部１８２は、メモリ制御部１８５により読み出されたレンジゲート番号が同一のＭ個のベースバンド信号Ｒｉ１〜ＲｉＭを周波数分析することによって、各レンジゲートにおける反射波ｒｅｆ＿ｗの周波数と搬送波ＬＯの周波数ｆ０との差分の周波数成分であるドップラ周波数成分と、当該ドップラ周波数成分に対応する位相及び強度を、受信部１０７ａの検波部及び受信部１０７ｂの検波部のそれぞれに対応して検出する。
【０１２２】
ドップラ周波数弁別部１８２により周波数分析されることによって求められたドップラ周波数成分は、Ｐ個の周波数帯域を含む。このＰ個の周波数帯域をドップラ周波数番号１〜Ｐで指定する。つまり、ドップラ周波数弁別部１８２からの出力信号は、レンジゲート番号及びドップラ周波数番号に対応付けられた、強度信号及び位相信号である。
【０１２３】
再度、図１を参照する。物体検出部１８４は、本発明の距離推定部に相当し、ドップラ周波数弁別部１８２ａ及び１８２ｂで検出された強度が所定の閾値以上となるドップラ周波数成分が検出されたレンジゲートのレーダ装置１００からの距離を、レーダ装置１００からターゲット２００までの距離として推定する。つまり、物体検出部１８４は、ドップラ周波数弁別部１８２ａ及び１８２ｂの強度信号出力を用い、何れかのドップラ周波数の強度信号出力に一定以上の強度の出力があるレンジゲートにターゲットが存在すると判定し、当該レンジゲートの当該ドップラ周波数における信号強度を算出する。
【０１２４】
これにより、レーダ装置１００からターゲットまでの距離情報が得られるため、詳細な情報処理が可能になる。具体的には、受信アンテナ１０６ａ及び１０６ｂで受信された反射波ｒｅｆ＿ｗは、遅延符号発生部１０３ｂで生成され、送信符号Ｍ１に対して所定の遅延時間を有する遅延符号Ｍ２で逆拡散される。よって、信号が、送信アンテナ１０５から放射された後、ターゲットで反射されて受信アンテナ１０６ａ及び１０６ｂまで伝搬する際の往復遅延時間と、遅延符号Ｍ２の遅延時間とが一致する場合だけ、ターゲットの視線方向速度に対応するドップラ周波数シフトを受けた搬送波ＬＯが再生される。これにより、ドップラ周波数弁別部１８２ａ及び１８２ｂにより、視線移動速度に対応するドップラ周波数が出力される。しかし、往復遅延時間と遅延符号Ｍ２の遅延時間とが一致しない場合は、周波数スペクトルが送信符号Ｍ１の符号速度に依存した広帯域に拡散された状態になるため、この影響はドップラ周波数弁別部１８２ａ及び１８２ｂの検出結果にはほとんど寄与しない。従って、ある遅延時間においてドップラ周波数弁別部１８２ａ及び１８２ｂのいずれかのドップラ周波数が所定の閾値以上の強度となる場合、その遅延時間の半分の時間に電磁波が進行する距離に、ターゲットが存在すると判定することができる。
【０１２５】
ターゲットの存在を判定する方法の一例として、物体検出部１８４は、ドップラ周波数弁別部１８２ａから出力された強度信号と、ドップラ周波数弁別部１８２ｂから出力された強度信号との、互いに等しいドップラ周波数番号において、ドップラ周波数弁別部１８２ａの強度信号である強度ａとドップラ周波数弁別部１８２ｂの強度信号である強度ｂとの両方が一定以上の強度である場合にターゲットが存在すると判定する。この方法によれば、誤った存在判定をする確率が減少するが、ターゲットの検出率も減少する。
【０１２６】
また、ターゲットの存在を判定する方法の他の一例として、物体検出部１８４は、強度ａと強度ｂとのいずれかが一定以上の強度である場合、ターゲットが存在すると判定する。この方法によれば、ターゲットの検出確率を高めることができるが、誤った存在判定をする確率も高まる。
【０１２７】
よって、ターゲットの存在を判定する方法には、用途に応じて上記のいずれかの方法を用いればよい。なお、上記の例に限らず、強度ａと強度ｂとに依存する別の方法を採用してもよい。例えば、物体検出部１８４は、ターゲットの存在の判定に用いる強度として、強度ａと強度ｂとの平均値を用いてもよいし、両者のうち強度の大きいものを代表値として用いてもよいし、強度の小さいものを代表値として用いてもよい。また、物体検出部１８４は、用途に応じてこれらのいずれかの方法を用いてもよい。なお、強度ａと強度ｂとに依存する他の計算方法を採用してもよい。また、注目する遅延時間に対応するレンジゲートから一定の距離範囲に存在するレンジゲートにおける強度ａと強度ｂの値を考慮して、注目する遅延時間に対応するレンジゲートにおける物体の存在判定を行ってもよい。このような判定方法は、路面反射など、一定の距離範囲に連続的に存在する物体を背景として、人物又は車両などの検出を行う際に有用である。
【０１２８】
また、物体検出部１８４は、到来方向計算部１８３に対し、ターゲットの存在するレンジゲートを示す信号とドップラ周波数を示す信号とを出力する。そして、物体検出部１８４は、到来方向計算部１８３で算出されたターゲットそれぞれの方向を各ターゲットのドップラ周波数とレンジゲートとに関連付けて記憶する。
【０１２９】
到来方向計算部１８３は、本発明の方向推定部に相当し、ドップラ周波数弁別部１８２ａ及び１８２ｂで検出された、強度が所定の閾値以上であるドップラ周波数成分を含む反射波ｒｅｆ＿ｗの到来方向をターゲットの方向と推定する。つまり、到来方向計算部１８３は、物体検出部１８４でターゲットが存在すると判定されたレンジゲート及びドップラ周波数において、ドップラ周波数弁別部１８２ａで検出された位相とドップラ周波数弁別部１８２ｂで検出された位相との差から、当該レンジゲートの当該ドップラ周波数を有する反射波ｒｅｆ＿ｗの到来方向を推定し、推定結果を物体検出部１８４に対して出力する。具体的には、強度が所定の閾値以上となるドップラ周波数について、受信アンテナ１０６ａと受信アンテナ１０６ｂとの間の位相差と、受信アンテナ１０６ａと受信アンテナ１０６ｂとの間の物理的な距離とを用いて、ターゲットの方向を知ることができる。
【０１３０】
図８は、以上の処理による結果の信号構造を説明する図である。具体的には、図８は、物体検出部１８４に保持されている、ドップラ周波数弁別部１８２ａ及び１８２ｂにより検出された強度信号と、到来方向計算部１８３により推定された到来方向とからなるデータである信号を示す図である。
【０１３１】
同図に示すように、物体検出部１８４には、レンジゲート番号とドップラ周波数番号とに対応する、強度信号及び到来方向が保持されている。この際、物体が存在すると判定されていないレンジゲートとドップラ周波数との組合せにおいては、到来方向は計算されていないので意味をなさない。
【０１３２】
なお、物体検出部１８４は、図８に示すデータをレーダ装置１００の外部へ出力してもよい。
【０１３３】
また、レーダ装置１００は、対象物の存在判定の基準となる信号強度（閾値）をゼロに設定することで、すべてのレンジゲートとドップラ周波数とに対応する、強度信号と到来方向とを計算してもよい。このような場合の出力信号の使用目的としては、例えば統計的な処理をすることで、ターゲットの存在判定が困難な極めて微弱な反射信号ｒｅｆ＿ｗに対してターゲットの存在判定又は方向を決定することが考えられる。
【０１３４】
次に、以上のように構成されたレーダ装置１００の動作について説明する。
【０１３５】
図９は、レーダ装置１００の動作を示すフローチャートである。
【０１３６】
まず、メモリ制御部１８５は、同じ走査期間におけるＮ個のベースバンド信号を信号記憶部１８１ａ及び１８１ｂに順次書き込む（ステップＳ１０１）。つまり、同一のレンジスキャン番号かつレンジゲート番号の異なるＮ個のベースバンド信号Ｒ１ｊ〜ＲＮｊを信号記憶部１８１ａ及び１８１ｂに順次書き込む。
【０１３７】
図１０は、図９のステップＳ１０１の詳細な動作フローチャートである。
【０１３８】
拡散符号発生部１０３ａは、制御部１１０により指示されるタイミングで拡散符号Ｍ１を発生する（ステップＳ２０１）。
【０１３９】
遅延符号発生部１０３ｂは、制御部１１０により指示される遅延時間で遅延符号Ｍ２を発生する。具体的には、遅延符号発生部１０３ｂは、最初のレンジゲート（例えば、１番目のレンジゲート）に対応する遅延符号Ｍ１を発生する（ステップＳ２０２）。
【０１４０】
その後、拡散符号発生部１０３ａにより発生された拡散符号Ｍ１を用いて、送信部１０４が搬送波ＬＯを逆拡散することにより、送信信号ＲＦ  ＯＵＴを生成する。送信アンテナ１０５は、送信部１０４で生成された送信信号ＲＦ  ＯＵＴを、放射波ｒａｄ＿ｗとして放射する（ステップＳ２０３）。
【０１４１】
次に受信アンテナ１０６ａ及び１０６ｂは、ターゲット２００で反射された反射波ｒｅｆ＿ｗを受信する（ステップＳ２０４）。そして、受信された反射波ｒｅｆ＿ｗは、受信部１０７ａ及び１０７ｂにより逆拡散及び直交復調されて、ベースバンド信号Ｒｉｊとして信号処理部１０８へ出力される。
【０１４２】
メモリ制御部１８５は、受信部１０７ａ及び１０７ｂから出力されたベースバンド信号Ｒｉｊを信号記憶部１８１ａ及び１８１ｂへ書き込む（ステップＳ２０５）。具体的には、メモリ制御部１８５は、レンジゲート番号とレンジスキャン番号とに対応付けて、受信部１０７ａから出力されたベースバンド信号Ｒｉｊを信号記憶部１８１ａに書き込み、受信部１０７ｂから出力されたベースバンド信号Ｒｉｊを信号記憶部１８１ｂに書き込む。
【０１４３】
次にメモリ制御部１８５は、全レンジゲートのベースバンド信号Ｒ１ｊ〜ＲＮｊの書き込みが終了したか否かを判定する（ステップＳ２０６）。書き込みが終了していない場合（ステップＳ２０６でＮｏ）、遅延符号発生部１０３ｂは次のレンジゲートの遅延符号Ｍ２を発生し（ステップＳ２０７）、ステップＳ２０３へ戻る。
【０１４４】
一方、全レンジゲートのベースバンド信号Ｒｉｊの書き込みが終了している場合（ステップＳ２０６でＹｅｓ）、ベースバンド信号の書き込み処理が終了する。
【０１４５】
再度、図９を参照して説明する。メモリ制御部１８５は、信号記憶部１８１ａ及び１８１ｂへのベースバンド信号の書き込みが全走査期間完了したか否かを判定する（ステップＳ１０２）。つまり、メモリ制御部１８５は、Ｍ回目のレンジスキャンが完了しているか否かを判定する。完了していない場合（ステップＳ１０２でＮｏ）、ベースバンド信号の書き込み処理（ステップＳ１０１）へと戻る。
【０１４６】
一方、ベースバンド信号の書き込みが全走査期間完了している場合（ステップＳ１０２でＹｅｓ）、メモリ制御部１８５は、レンジゲートが同一、かつ、互いに異なる走査期間のＭ個のベースバンド信号Ｒｉ１〜ＲｉＭを順次読み出す（ステップＳ１０３）。
【０１４７】
ドップラ周波数弁別部１８２ａ及びドップラ周波数弁別部１８２ｂは、メモリ制御部１８５により信号記憶部１８１ａ及び１８１ｂから読み出されたＭ個のベースバンド信号Ｒｉ１〜ＲｉＭをレンジゲートごとに周波数分析する。つまり、ドップラ周波数弁別部１８２ａ及びドップラ周波数弁別部１８２ｂは、ドップラ周波数を弁別する（ステップＳ１０４）。
【０１４８】
その後、到来方向計算部１８３は、反射波ｒｅｆ＿ｗの到来方向を推定する（ステップＳ１０５）。
【０１４９】
以上のように、本実施の形態に係るレーダ装置１００は、拡散符号Ｍ１を用いて搬送波ＬＯを拡散することで送信信号ＲＦ  ＯＵＴを生成する送信部１０４と、送信信号ＲＦ  ＯＵＴを放射波ｒａｄ＿ｗとして放射する送信アンテナ１０５と、放射波ｒａｄ＿ｗが物体２００により反射された反射波ｒｅｆ＿ｗを受信する受信アンテナ１０６ａ及び受信アンテナ１０６ｂと、レーダ装置１００からの距離が異なるＮ個のレンジゲートを走査するための走査期間内に、拡散符号Ｍ１と同一の符号であってレーダ装置１００からの距離が異なるＮ個の遅延符号Ｍ２を順次発生するレンジスキャンを、Ｍレンジスキャン期間にわたって繰り返す遅延符号発生部１０３ｂと、受信アンテナ１０６ａ及び受信アンテナ１０６ｂにそれぞれ対応し、各々が、Ｎ個の遅延符号Ｍ２を順次用いて対応する受信アンテナで受信された反射波ｒｅｆ＿ｗを逆拡散する複数の逆拡散ミキサ１７１と、複数の逆拡散ミキサ１７１にそれぞれ対応し、各々が、搬送波ＬＯを用いて対応する逆拡散ミキサ１７１で逆拡散された反射波ｒｅｆ＿ｗを直交検波することにより、対応する受信アンテナで受信された反射波ｒｅｆ＿ｗに応じたベースバンド信号Ｒｉｊ（ｉは１からＮの整数、ｊは１からＭの整数）を生成する複数の検波部と、遅延符号発生部１０３ｂにおける遅延時間及びレンジスキャン期間に対応づけて、前記複数の検波部のそれぞれで生成されたベースバンド信号Ｒｉｊを記憶する信号記憶部１８１ａ及び信号記憶部１８１ｂと、遅延符号発生部１０３ｂにおけるＮ個の遅延符号Ｍ２に対応する互いに異なる距離及び１つの走査期間に対応するＮ個のベースバンド信号Ｒ１ｊ〜ＲＮｊを信号記憶部１８１ａ及び信号記憶部１８１ｂにＭレンジスキャン繰り返し書き込み、レーダ装置１００からの距離が同一かつ互いに異なるレンジスキャンに対応するＭ個のベースバンド信号Ｒｉ１〜ＲｉＭの組を信号記憶部１８１ａ及び信号記憶部１８１ｂから順次読み出すメモリ制御部１８５と、メモリ制御部１８５により読み出された距離が同一のＭ個のベースバンド信号Ｒｉ１〜ＲｉＭを周波数分析することによって、各レンジゲートにおける反射波ｒｅｆ＿ｗと搬送波ＬＯとの差分の周波数成分であるドップラ周波数成分と、当該ドップラ周波数成分に対応する位相及び強度を、複数の検波部のそれぞれに対応して検出するドップラ周波数弁別部１８２ａ及びドップラ周波数弁別部１８２ｂと、検出された複数の検波部のそれぞれに対応する位相から複数の検波部間の位相差を算出し、算出した位相差から各レンジゲートにおける反射波ｒｅｆ＿ｗの到来方向を検出することによりターゲット２００の方向を推定する到来方向計算部１８３とを備える。
【０１５０】
これにより、複数回の遅延時間のレンジスキャン結果であるベースバンド信号Ｒｉｊが信号記憶部１８１ａ及び１８１ｂに記憶される。また、レーダ装置１００は、遅延時間が同一のベースバンド信号Ｒｉ１〜ＲｉＭについて、レンジゲートごとにドップラ周波数弁別処理を行う。よって、ベースバンド信号Ｒｉ１〜ＲｉＭに、信号記憶部１８１ａ及び１８１ｂを介さずにドップラ周波数弁別処理を実行し、ドップラ周波数弁別処理が終了するたびに遅延時間の設定を変更するという構成と比較し、レーダ装置１００は、検知範囲のターゲットを検知するために要する時間を短縮できる。よって、レーダ装置１００は、移動しているターゲットの方向を検知する機能を向上できる。
【０１５１】
また、本実施の形態に係るレーダ装置１００は、当該レーダ装置１００からの距離が拡散符号Ｍ１の符号速度により決定される距離のｋ（ｋは０以上の整数）倍と、ｋ＋１倍とで囲まれる領域である検知範囲として定義されるレンジゲートごとに、反射波ｒｅｆ＿ｗに応じたベースバンド信号を処理する。よって、レーダ装置１００は、レンジゲート外に同じ視線方向速度を有するターゲットが存在する場合であっても、そのターゲットからの反射波ｒｅｆ＿ｗの影響を受けることなく、当該レンジゲートからの反射波ｒｅｆ＿ｗの周波数を弁別できる。つまり、レーダ装置１００は、当該レンジゲートにおいて移動しているターゲットが存在する場合は、当該レンジゲート外に同じ視線方向速度を有するレンジゲートが存在する場合でも、当該レンジゲートにおけるターゲットからの反射波ｒｅｆ＿ｗと搬送波ＬＯとの差分の周波数であるドップラ周波数を検出できる。
【０１５２】
また、レーダ装置１００は、拡散符号Ｍ１及び遅延符号Ｍ２としてＭ系列符号を用いている。ここで、Ｍ系列符号を用いている拡散符号Ｍ１及び遅延符号Ｍ２と、他の信号との相互相関が小さい。これにより、レーダ装置１００は、他のレーダシステム等から発する電波の影響があっても符号により自らの発した信号を識別することが可能である。つまり、レーダ装置１００は、他のレーダシステムによる影響を低減できる。その結果、ドップラ周波数の近いターゲット又は他システムの干渉の影響によりＤＯＡが不定となる可能性が大きく減少するので、レーダ装置１００は、簡易な構成で物体の方向を短時間に検出できる。
【０１５３】
また、以上の処理において、遅延符号発生部１０３ｂは拡散符号Ｍ１の１ビットに相当するビット時間を単位として、拡散符号Ｍ１に対して遅延した符号Ｍ２を発生するように構成することが望ましい。言い換えると、Ｎ個の遅延符号Ｍ２は、送信符号Ｍ１に対して互いに異なる遅延時間を有し、遅延時間は、送信符号Ｍ１の１ビットを与える時間であるビット時間の整数倍である。
【０１５４】
このような構成は、特定の距離範囲に存在する対象物を、その反射信号強度が受信可能な強度を有する限りにおいて、すべてもれなく検出するために最も効率的な構成である。すなわち、ビット時間よりも短い時間を単位として用いると、レンジゲートの数が増えることで、信号処理の負荷が大きくなるので、好ましくない。また、ビット時間よりも長い時間を単位として用いれば、レンジゲートが連続せず、対象物の検出ができない距離範囲が複数発生するので好ましくない。一方、ビット時間を単位として用いれば、遅延符号発生部１０３ｂの構成を簡単化することができるので、好ましい。すなわち、ビット時間をクロック周期とした同期回路を用いて、拡散符号発生部１０３ａと遅延符号発生部１０３ｂとを構成することができる。ビット時間よりも短い時間を単位として用いるには、複雑な構成が必要になる。例えば、これらの回路に、周期がビット時間よりも短く、周波数の高いクロックを用いた同期回路を採用する方法がある。または、拡散符号発生部１０３ａと遅延符号発生部１０３ｂとで周波数の異なる個別のクロックを用い、これらの回路を非同期回路として構成する方法がある。しかし、これらは、効率的な実現方法とは言い難い。
【０１５５】
つまり、遅延符号発生部１０３ｂが拡散符号Ｍ１の１ビットに相当するビット時間を単位として、拡散符号Ｍ１に対して遅延した符号Ｍ２を発生することにより、遅延符号発生部１０３ｂの構成を簡単化しつつ、特定の距離範囲にある対象物を、ターゲットが反射する反射波ｒｅｆ＿ｗを信号処理部１０８において識別可能な強度を有する限りにおいて、すべて検出することができる構成を実現できる。
【０１５６】
また、制御部１１０は、遅延符号発生部１０３ｂに逐次設定する遅延時間を、対応するレンジゲートが連続するように、設定順に対して単調増加又は単調減少となるように制御することが望ましい。言い換えると、遅延時間は、送信符号Ｍ１のビット時間のＫ（Ｋは整数）倍からＫ＋Ｎ−１倍のいずれかであり、制御部１１０は、走査処理において、遅延時間をビット時間のＫ倍からＫ＋Ｎ−１倍までビット時間ずつ順次増加させる、又は、遅延時間をビット時間のＫ＋Ｎ−１倍からＫ倍までビット時間ずつ順次減少させることにより、Ｎ個の遅延符号Ｍ２を発生させることが望ましい。
【０１５７】
このように制御することで、対象物を検出しているレンジゲートの前後のレンジゲートに対し、レンジスキャン動作による受信信号の過渡応答が影響した場合において、その影響は、距離に対しても隣接した範囲だけに及ぶため、実用上の問題とならない。しかしながら、制御部１１０が遅延符号発生部１０３ｂに逐次設定する遅延時間が、対応するレンジゲートが連続しないような様態で制御された場合、受信信号の過渡応答の影響が、対象物の存在する距離と異なる位置に孤立して発生する。これにより、あたかもその位置にターゲットが存在するかのような誤った結果を引き起こす可能性が高くなるため、好ましくない。
【０１５８】
つまり、遅延時間が、対応するレンジゲートが連続するように単調増加又は単調減少となるようにすることで、遅延符号発生部１０３ｂの構成をさらに簡単化でき、さらに複数のレンジゲート間の干渉を抑制できる。
【０１５９】
また、本実施の形態において、受信アンテナは２つであるとして説明したが、３つ以上に拡張してもよい。
【０１６０】
例えば、受信アンテナを直角三角形の頂点３箇所に配置することで、対象物を３次元空間上で検出することが可能になる。すなわち、２つのアンテナ間で、上記に説明した手順により、その２つのアンテナが成す第１の基線を含む面内での到来方向を求める。そして、第１の基線と直交する第２の基線を構成するように、別の２つのアンテナを選択して、上記に説明した手順により、第２の基線を含む面内で対象物の到来方向を推定する。そして、これらの結果を統合することで、対象物の方向を立体的に検出することが可能になる。さらに、この検出結果と、対象物の距離情報とあわせて、３次元空間上での対象物の検出が可能になる。
【０１６１】
また、レーダ装置は、３つ以上のアンテナを用いてもよい。アンテナの数を増加させることで、１つの対象物に対して、重複して到来方向を求め、それらを平均化することで雑音の影響を抑制できる。また、不等間隔に複数のアンテナを配置し、アンテナ間の間隔と送信波の波長との関係によって発生しうる到来方向の不確定性を排除することが可能になる。
【０１６２】
（実施の形態１の変形例）
また、実施の形態１の構成において、物体検出部１８４はレンジゲートを単位として離散的にターゲットの存在位置を検出することができるが、さらに物体検出部１８４は、拡散符号Ｍ１及び遅延符号Ｍ２の符号速度ＣＲに対し、光速ｃを用いて計算されるレンジゲートの長さＲＧ＝ｃ／（２×ＣＲ）よりも詳細に、すなわち、レンジゲートの中の詳細な存在位置を求めてもよい。
【０１６３】
本変形例に係るレーダ装置は、実施の形態１に係るレーダ装置１００とほぼ同じであるが、物体検出部１８４がドップラ周波数弁別部１８２ａ及び１８２ｂで検出されたドップラ周波数ごとの遅延時間に対する当該ドップラ周波数の強度の分布から、強度が極大となるピーク強度を特定し、特定したピーク強度と、特定したピーク強度に対応する遅延時間よりビット時間だけ短い遅延時間に対する強度であるピーク前強度と、特定したピーク強度に対応する遅延時間よりビット時間だけ遅い遅延時間に対する強度であるピーク後強度とを用いて補間処理することにより、ビット時間に対応する距離よりも小さい距離を分解能として、レーダ装置からターゲットまでの距離を推定する点が異なる。
【０１６４】
具体的には図１１Ａ及び図１１Ｂを用いて説明する。
【０１６５】
物体検出部１８４は、ドップラ周波数毎にレンジゲート番号に対する強度値の変化から強度が極大となるピークを求める。そして、物体検出部１８４は、ピークそれぞれに対し、ピークの強度Ｐａとその前後のレンジゲートの強度のうち、強度の大きいものＰｂを抽出する。物体検出部１８４は、Ｐｂを与えるレンジゲートの距離ＲａがＰａを与えるレンジゲートの距離Ｒｂよりも短い場合、Ｐ１＝Ｐｂ、Ｒ１＝Ｒｂ、Ｐ２＝Ｐａ、Ｒ２＝Ｒａとし、逆にＰｂを与えるレンジゲートの距離ＲａがＰａを与えるレンジゲートの距離Ｒｂよりも長い場合、Ｐ１＝Ｐａ、Ｒ１＝Ｒａ、Ｐ２＝Ｐｂ、Ｒ２＝Ｒｂとする。物体検出部１８４は、Ｒ１、Ｒ２、Ｐ１、Ｐ２を用いて、対象物の詳細な距離を求める。
【０１６６】
図１１Ａは特定のドップラ周波数における、レンジゲートに対する信号強度を示した図であり、例として強度のピークが１つの場合を示している。また、図１１Ａの横軸はレンジゲート番号である。また、図１１Ａは、レンジゲートの長さが０．６ｍである場合の対応するレーダ装置からの距離も示している。
【０１６７】
この強度変化は、拡散符号Ｍ１で変調された送信信号ＲＦ  ＯＵＴがターゲットで反射して受信アンテナ１０６ａ及び１０６ｂで受信されるまでの往復伝搬遅延時間（往復遅延時間と同義）に対し、遅延符号Ｍ２の遅延時間を符号のビット時間を単位として変化させた際の相関波形となっている。よって、Ｒ１とＲ２の中間の位置を基準としてターゲットの距離のオフセット値を考えた場合、Ｐ１とＰ２の比は符号の自己相関特性から図１１Ｂのように計算される。この関係を用いて、物体検出部１８４は、測定されたＰ１とＰ２の値から、ターゲットの距離オフセット値Ｒｏｆｆを求め、ターゲットの詳細な距離を（ＲＧ１＋ＲＧ２）／２＋Ｒｏｆｆとして求める。つまり、図１１Ａに示した強度の分布の真のピークの強度Ｐ０に対応するレーダ装置からの距離が求まる。
【０１６８】
なお、実際には、Ｐ１及びＰ２は符号の自己相関特性に加えて、レンジスキャン動作による受信信号の過渡応答が隣接するレンジゲートに及ぶことによる影響を受ける可能性があるので、図１１Ｂに示した曲線を、レーダ装置の前方に反射体を配置してあらかじめ測定しておくことが望ましい。
【０１６９】
なお、上記説明では、レンジゲートごとに算出した強度を用いたが、各レンジゲートは拡散符号Ｍ１に対する遅延符号Ｍ２の遅延時間に１対１で対応するので、図１１Ａは、特定のドップラ周波数における遅延符号Ｍ２の遅延時間に対する信号強度と同義である。また、隣接するレンジゲート番号のそれぞれに対応する距離の距離間隔は、拡散符号Ｍ１の１ビットを与える時間であるビット時間に対応する。
【０１７０】
よって、本変形例では、物体検出部１８４は、ドップラ周波数弁別部１８２ａ及び１８２ｂで検出されたドップラ周波数ごとに、拡散符号Ｍ１に対する遅延符号Ｍ２の遅延時間に対応する、当該ドップラ周波数成分の強度である分布を求める。そして、物体検出部１８４は、その分布から、強度が極大となるピークの強度Ｐａを特定し、特定したピークの強度Ｐａと、特定したピークの強度Ｐａに対応する遅延符号Ｍ２の遅延時間よりビット時間だけ短い遅延時間に対する強度であるピーク前強度と、特定したピークの強度Ｐａに対する遅延符号の遅延時間よりビット時間だけ遅い遅延時間に対する強度であるピーク後強度のうち、大きい強度Ｐｂとを用いて補間処理を行う。これにより、物体検出部１８４は、ビット時間に対応する距離であるレンジゲート長よりも小さい距離を分解能として、レーダ装置からターゲットまでの距離を推定できる。
【０１７１】
このように、物体検出部１８４は、ターゲットの方向をレンジゲートの長さより細かい分解能で高精度に検出することができる。
【０１７２】
なお、この例では隣接する２つのレンジゲートにおける強度を用いてターゲットまでの詳細な距離を求めたが、さらに多くのレンジゲートにおける強度を用い、詳細な距離を求めることができる。これにより、強度のピークを与えるレンジゲートに隣接するレンジゲートの範囲を超えて過渡応答が影響する場合などに距離の精度を向上することができる。
【０１７３】
また、以上の構成において、搬送波の周波数をｆ０、検出対象とする最大の視線方向速度をｖｍａｘ、視線方向速度の検出分解能をｖｒｅｓとした場合、送信符号Ｍ１及び遅延符号Ｍ２の符号速度ＣＲは式３を満たすことが望ましい。
【０１７４】
ＣＲ≦２×ｆ０×ｖｒｅｓ／ｖｍａｘ・・・（式３）
【０１７５】
これにより、ターゲットの距離をレンジゲートの長さより細かい分解能で検出する際の誤差を低減できる。
【０１７６】
なぜならば、視線方向速度ｖで移動する対象物からの反射波が有するドップラ周波数ｆｄは搬送波の波長λに対し、ｆｄ＝２×ｖ／λで与えられる。よって、視線方向速度の検出分解能ｖｒｅｓを実現するためには、ドップラ周波数の分解能ｆｄｒｅｓとしてｆｄｒｅｓ＝２×ｖｒｅｓ／λが必要になる。そのためにはドップラ周波数弁別処理において、入力信号波形の継続時間Ｔｆｆｔとして、Ｔｆｆｔ＝１／ｆｄｒｅｓ＝λ／（２×ｖｒｅｓ）が必要になる。この間に、視線方向速度がｖｍａｘである対象物は距離Ｌ＝Ｔｆｆｔ×ｖｍａｘ＝λ×ｖｍａｘ／（２×ｖｒｅｓ）だけ視線方向つまり、レンジゲート方向に移動する。一方、レンジゲートの長さＲＧは、光速ｃと拡散符号の符号速度ＣＲを用いてＲＧ＝ｃ／（２×ＣＲ）と表せる。しかし、ドップラ周波数弁別処理の実行中に、対象物がレンジゲート方向にレンジゲートの長さの２倍より長い距離を移動すると、３つ以上のレンジゲートにわたって、１つの対象物の影響が発生する。これにより、図１１Ａ及び図１１Ｂを用いて説明した詳細な距離の算出結果の誤差が大きくなるため好ましくない。よって、Ｌ≦２×ＲＧの関係を満たすことが望ましい。上記の関係と、λ＝ｃ／ｆ０の関係を用いると、式３が導かれる。
【０１７７】
（実施の形態２）
次に、実施の形態２に係るレーダ装置について説明する。
【０１７８】
本実施の形態に係るレーダ装置は、実施の形態１に係るレーダ装置１００とほぼ同じであるが、さらに、遅延符号発生部１０３ｂが走査処理をＭ回繰り返す第１動作モードと、同一の遅延符号Ｍ２を繰り返し発生する第２動作モードとを制御する制御部を備え、制御部は、第１動作モードにおいて、ドップラ周波数弁別部１８２ａ及び１８２ｂで検出された強度が所定の第２閾値以上となるドップラ周波数成分があるか否かを判断し、所定の第２閾値以上となるドップラ周波数成分があると判断した場合に第２動作モードに切り替え、第２動作モードにおいて、遅延符号発生部１０３ｂは、所定の第２閾値以上となるドップラ周波数成分が検出されたレンジゲートに対応する遅延符号Ｍ２を繰り返し発生し、信号記憶部１８１ａ及び１８１ｂは、当該レンジゲートに対応する遅延符号を用いて逆拡散及び検波された検波信号を記憶せず、ドップラ周波数弁別部１８２ａ及び１８２ｂは、信号記憶部１８１ａ及び１８１ｂに記憶されない検波信号を走査期間よりも短い周期でサンプリングして周波数分析することによって、所定の第２閾値以上となるドップラ周波数成分が検出されたレンジゲートにおける当該ドップラ周波数成分の位相及び強度を再度検出する。
【０１７９】
図１２は、実施の形態２における、制御部と信号処理部との構成を示すブロック図であり、レーダ装置のその他の図示していない部分は図１と同じである。図１２に示すように、実施の形態２に係るレーダ装置は、図１における制御部１１０のかわりに制御部２１０を、信号処理部１０８のかわりに信号処理部２０８を用いる。また図１２において、図１と同じ構成部分には図１と同じ記号を用いている。
【０１８０】
本実施の形態において、信号処理部２０８は、信号処理部１０８と比較して新たにスイッチ２８６ａ、２８６ｂ、２８６ｃ及び２８６ｄと、ダウンサンプル部２８７ａ及び２８７ｂとを備える。また、信号処理部２０８は、物体検出部１８４のかわりに物体検出部２８４を備え、制御部２１０に抽出レンジゲート信号Ｒ’を出力する。
【０１８１】
スイッチ２８６ａは、受信部１０７ａと、信号記憶部１８１ａ及びダウンサンプル部２８７ｂの一方とを選択的に接続する。同様に、スイッチ２８６ｂは、受信部１０７ｂと、信号記憶部１８１ｂ及びダウンサンプル部２８７ｂの一方とを選択的に接続する。スイッチ２８６ｃは、信号記憶部１８１ａ及びダウンサンプル部２８７ａの一方と、ドップラ周波数弁別部１８２ａとを選択的に接続する。同様に、スイッチ２８６ｄは、信号記憶部１８１ｂ及びダウンサンプル部２８７ｂの一方と、ドップラ周波数弁別部１８２ｂとを選択的に接続する。
【０１８２】
これらのスイッチ２８６ａ〜２８６ｄは、制御部２１０から出力されるスイッチ制御信号Ｓに従って同じタイミングで切り替わる。例えば、スイッチ２８６ａが受信部１０７ａと信号記憶部１８１ａとを接続している場合、つまり図中の上の経路がオンされている場合、スイッチ２８６ｂは受信部１０７ａと信号記憶部１８１ｂとを接続し、スイッチ２８６ｃは信号記憶部１８１ａとドップラ周波数弁別部１８２ａとを接続し、スイッチ２８６ｄは信号記憶部１８１ｂとドップラ周波数弁別部１８２ｂとを接続する。
【０１８３】
ダウンサンプル部２８７ａ及び２８７ｂは、Ｐ：１のダウンサンプラーであり、周波数帯域を１／Ｐにする低域通過フィルタと、Ｐ個サンプル毎に１個のサンプルを抽出する間引き処理部とで構成されている。この処理により、ダウンサンプル部２８７ａ及び２８７ｂの出力信号に含まれる雑音エネルギーは、入力信号の１／Ｐに低下する。つまり、信号対雑音比がＰ倍に向上する。
【０１８４】
具体的には、第１動作モード時に、信号記憶部１８１に記憶される複素ベースバンド信号ＢＢは、信号処理部２０８の複素ベースバンド信号ＢＢの入力側でＡＤ変換されることによりデジタル値に変換された信号である。このときＡＤ変換のサンプリング周波数は、高速フーリエ変換のサンプリング周波数に、レンジゲート数を掛け合わせた周波数に応じて決定される第１のサンプリング周波数である。また、高速フーリエ変換のサンプリング周波数は、ドップラ周波数弁別部１８２ａ及び１８２ｂで分析するドップラ周波数の最大値から決定される。ここでＡＤ変換において、サンプリング周波数の１／２の周波数として定義されるナイキスト周波数より高い周波数成分を有する入力信号は、ＡＤ変換後にナイキスト周波数以下に折返し、ＡＤ変換の入力信号に含まれるナイキスト周波数以下の周波数成分と加算されることで分離できない雑音が生じる（エイリアシングと言う）。従って、ＡＤ変換の入力部に、低域通過フィルタを設けることで、ナイキスト周波数以上の周波数成分を十分抑圧しておくことが好ましい。この低域通過フィルタをアンチエイリアスフィルタと言う。この際、第１動作モードでは、１レンジスキャン期間内に全てのレンジゲートに対応する複素ベースバンド信号ＢＢをサンプリングする必要があるので、ＡＤ変換におけるナイキスト周波数を高く設定するとともに、アンチエイリアスフィルタのカットオフ周波数も高く設計する。つまりＡＤ変換の入力信号は周波数帯域が広帯域であり、第１のサンプリング周波数が高く設計されている。
【０１８５】
ところが、信号の周波数帯域が広いほど、ＡＤ変換後のデジタル信号のノイズが大きくなる。
【０１８６】
そこで、第２動作モードでは、ダウンサンプル部２８７ａ及び２８７ｂは、ベースバンド信号ＢＢを第１動作モードの走査期間よりも短い周期でサンプリングする。好ましくは、ダウンサンプル部２８７ａ及び２８７ｂは、第１動作モードにおける第１のサンプリング周波数と同じ周期でサンプリングする。これにより、第１動作モードと第２動作モードとにおいて共通のアンチエイリアスフィルタを用いることができる。次に、ダウンサンプル部２８７ａ及び２８７ｂは、当該ダウンサンプル部２８７ａ及び２８７ｂの内部でＡＤ変換後のデジタル信号に対して、低域通過フィルタによって周波数帯域の制限を行う。ダウンサンプル部２８７ａ及び２８７ｂは、その出力信号として得られるＰ個のサンプル毎に１個のサンプルを抽出する。この操作によりサンプリング周波数が１／Ｐに変換される。よって、変換後のサンプリング周波数に対し、エイリアシングが発生しないよう、ダウンサンプル部２８７ａ及び２８７ｂの内部の低域通過フィルタが設計される。具体的には、この低域通過フィルタのカットオフ周波数は、ダウンサンプル後のサンプリングレートに対応するナイキスト周波数よりも低い周波数に設計される。これにより、ダウンサンプル部２８７ａ及び２８７ｂでダウンサンプルされたベースバンド信号のノイズを低減できる。
【０１８７】
従って、ドップラ周波数弁別部１８２ａ及び１８２ｂで弁別されたドップラ周波数ごとの強度及び位相の精度が向上する。
【０１８８】
制御部２１０は、実施の形態１における制御部１１０と比較して、さらに、信号処理部２０８から抽出レンジゲート信号Ｒ’が入力され、スイッチ２８６ａ〜２８６ｄにスイッチ制御信号Ｓを出力する点が異なる。この制御部２１０は、制御部１１０の機能に加えて、さらに、遅延符号発生部１０３ｂが走査処理をＭ回繰り返す第１モードと、同一の遅延符号Ｍ２を繰り返し発生する第２動作モードとを制御し、第１動作モードにおいて、ドップラ周波数弁別部１８２ａ及び１８２ｂで検出された強度が所定の閾値以上となるドップラ周波数成分があるか否かを判断し、所定の閾値以上となるドップラ周波数成分があると判断した場合に第２動作モードに切り替える機能を有する。
【０１８９】
なお、第１動作モードにおいて、本実施の形態に係るレーダ装置は、実施の形態１に係るレーダ装置１００と同様に動作するので、詳細な説明を省略する。
【０１９０】
第２動作モードでは、制御部２１０は、第１動作モードでドップラ周波数弁別部１８２ａ及び１８２ｂで検出された強度が所定の閾値以上となるドップラ周波数が検出されたレンジゲートに対応する遅延時間を遅延符号発生部１０３ｂに指示することにより当該レンジゲートに対応する遅延符号を繰り返し発生させる。また、第２動作モードでは、制御部２１０は、スイッチ制御信号Ｓにより、スイッチ２８６ａ及び２８６ｃをダウンサンプル部２８７ａ側に接続させ、スイッチ２８６ｂ及び２８６ｄをダウンサンプル部２８７ｂ側に接続させる。言い換えると、第２動作モードでは、信号記憶部１８１ａ及び１８１ｂは、複素ベースバンド信号ＢＢを記憶しない。
【０１９１】
よって、第２動作モードでは、ドップラ周波数弁別部１８２ａ及び１８２ｂは、信号記憶部１８１ａ及び１８１ｂに記憶されないベースバンド信号ＢＢを走査期間よりも短い周期でサンプリングして周波数分析する。これにより、ドップラ周波数弁別部１８２ａ及び１８２ｂは、所定の閾値以上となるドップラ周波数成分が検出されたレンジゲートにおける当該ドップラ周波数成分の位相及び強度を検出する。
【０１９２】
次に、以上のように構成された実施の形態２に係るレーダ装置の動作について説明する。
【０１９３】
図１３は、本実施の形態に係るレーダ装置の動作を示すフローチャートである。
【０１９４】
まず、レーダ装置は第１動作モードで動作する（ステップＳ３０１）。第１動作モードの具体的な動作を図１４に示す。
【０１９５】
まず、制御部２１０は、スイッチ２８６ａ、２８６ｂ、２８６ｃ及び２８６ｄを信号記憶部１８１ａ及び１８１ｂ側に設定する（ステップＳ４０１）。
【０１９６】
次に、メモリ制御部１８５は、観測対象の距離範囲を網羅するＮ個のレンジゲート全てに対しＭ回レンジスキャンした受信信号を信号記憶部１８１ａ及び１８１ｂに記憶する。つまり、メモリ制御部１８５は、同じ走査期間におけるＮ個のベースバンド信号Ｒ１ｊ〜ＲＮｊを信号記憶部１８１ａ及び１８１ｂに書き込む（ステップＳ４０２）。その後、メモリ制御部１８５は、ベースバンド信号の書き込みが全走査期間完了したか否かを判定する（ステップＳ４０３）。完了していない場合（ステップＳ４０３でＮｏ）、メモリ制御部１８５は、ベースバンド信号の書き込み処理（ステップＳ４０２）へと戻る。一方、ベースバンド信号の書き込みが全走査期間完了している場合（ステップＳ４０３でＹｅｓ）、メモリ制御部１８５は、レンジゲートが同一、かつ、互いに異なる走査期間のＭ個のベースバンド信号Ｒｉ１〜ＲｉＭを順次読み出す（ステップＳ４０４）。ドップラ周波数弁別部１８２ａ及びドップラ周波数弁別部１８２ｂは、メモリ制御部１８５により信号記憶部１８１ａ及び１８１ｂから読み出されたＭ個のベースバンド信号Ｒｉ１〜ＲｉＭをレンジゲートごとに周波数分析する。つまり、ドップラ周波数弁別部１８２ａ及びドップラ周波数弁別部１８２ｂは、ドップラ周波数を弁別する（ステップＳ４０５）。
【０１９７】
なお、ステップＳ４０２〜Ｓ４０５は、図９で説明したステップＳ１０１〜Ｓ１０４とそれぞれ同じであるので、詳しい説明を省略する。
【０１９８】
次に、物体検出部２８４はターゲットの存在するレンジゲートを特定する。言い換えると、物体検出部２８４は、所定の閾値以上となる強度が検出されたドップラ周波数があるか否を判断する（ステップＳ３０２）。なお、ここまでの処理において、レーダ装置は、実施の形態１と同様の処理を行うことにより、ターゲットの方向についても求めておく。
【０１９９】
物体検出部２８４により所定の閾値以上となる強度が検出されたドップラ周波数があると判断された場合（ステップＳ３０２でＹｅｓ）、レーダ装置は第２動作モードで動作する（ステップＳ３０３）。一方、所定の閾値以上となる強度が検出されたドップラ周波数がないと判断された場合（ステップＳ３０２でＮｏ）、レーダ装置は処理を終了する。
【０２００】
図１５は、第２動作モードの動作（ステップＳ３０３）を詳細に示すフローチャートである。
【０２０１】
まず、制御部２１０は、スイッチ２８６ａ、２８６ｂ、２８６ｃ及び２８６ｄをダウンサンプル部２８７ａ及び２８７ｂ側に設定する（ステップＳ５０１）。
【０２０２】
次に、ステップＳ３０２で検出された、強度が所定の閾値以上となるドップラ周波数成分が検出されたレンジゲートをＲｉ’とすると、制御部２１０は、レンジゲートＲｉ’に対応する遅延符号Ｍ２を発生させる（ステップＳ５０２）。
【０２０３】
その後、送信アンテナ１０５は、送信部１０４で生成された送信信号ＲＦ  ＯＵＴを、放射波ｒａｄ＿ｗとして放射する（ステップＳ５０３）。そして、受信アンテナ１０６ａ及び１０６ｂにより、ターゲット２００で反射された反射波ｒｅｆ＿ｗが受信され（ステップＳ５０４）、受信された反射波ｒｅｆ＿ｗは、受信部１０７ａ及び１０７ｂにより逆拡散及び直交復調されて、ベースバンド信号として信号処理部２０８へ出力される。
【０２０４】
第２動作モードでは、スイッチ２８６ａ、２８６ｂ、２８６ｃ及び２８６ｄがダウンサンプル部２８７ａ及び２８７ｂ側に設定されているので、信号処理部２０８へ入力されたベースバンド信号はダウンサンプル部２８７ａ及び２８７ｂへ入力される。ダウンサンプル部２８７ａ及び２８７ｂへ入力されたベースバンド信号は、ダウンサンプルされた後、ドップラ周波数弁別部１８２ａ及び１８２ｂへ出力される。つまり、第２動作モードでは、ドップラ周波数弁別部１８２ａ及び１８２ｂは、ダウンサンプルされたベースバンド信号のドップラ周波数を弁別する（ステップＳ５０５）。
【０２０５】
その後、到来方向計算部１８３は、反射波ｒｅｆ＿ｗの到来方向を推定する（ステップＳ５０６）。
【０２０６】
制御部２１０は、ステップＳ３０２で検出された、強度が所定の閾値以上となるドップラ周波数成分が検出されたレンジゲートＲｉ’の全てについて、到来方向の推定が完了したか否かを判定し（ステップＳ５０７）、完了している場合（ステップＳ５０７でＹｅｓ）、第２動作モードの動作を終了する。
【０２０７】
一方、完了していない場合（ステップＳ５０７でＮｏ）、制御部２１０は、強度が所定の閾値以上となるドップラ周波数成分が検出されたレンジゲートＲｉ’のうち、次のレンジゲートに対応する遅延符号Ｍ２を発生させ（ステップＳ５０８）、上記放射処理（ステップＳ５０３）以降を繰り返す。
【０２０８】
つまり、第２動作モードでは、強度が所定の閾値以上となるドップラ周波数成分が検出されたレンジゲートＲｉ’それぞれに対し、制御部２１０はレンジゲートを固定する。また、制御部２１０は、ドップラ周波数弁別部１８２ａ及び１８２ｂにそれぞれダウンサンプル部２８７ａ及び２８７ｂの出力信号を与える。ドップラ周波数弁別部１８２ａ及び１８２ｂは、ドップラ周波数弁別処理を実行し、信号強度を物体検出部２８４に、位相を到来方向計算部１８３に出力する。物体検出部２８４は現在設定されているレンジゲートに対応する到来方向情報を到来方向計算部１８３の出力信号に応じて更新する。
【０２０９】
ここで、到来方向計算部１８３の計算結果はダウンサンプル部２８７ａ及び２８７ｂで雑音エネルギーが低減されているので、誤差の少ない高精度な計算結果となっている。よって、レーダ装置は、抽出したターゲットについて、高精度に到来方向を推定することができる。
【０２１０】
また、レンジゲートの抽出点を、実施の形態１で説明した相関波形のピーク値を与えるレンジゲートと当該ピークに隣接するレンジゲートとを含むようにしてもよい。これにより、ターゲットの詳細距離を、実施の形態１の変形例で示した手順で求めることが可能となる。さらに、ダウンサンプル部２８７ａ及び２８７ｂの効果で雑音が低減されているから、より高精度な結果を得ることができる。
【０２１１】
また、レーダ装置は、強度が所定の閾値以上となるドップラ周波数成分が検出されたレンジゲートＲｉ’すべてに対して以上の処理が終了すれば、最初のステップに戻って以後これを繰り返す。
【０２１２】
ここで、強度が所定の閾値以上となるドップラ周波数成分が検出されたレンジゲートＲｉ’の数は全てのレンジゲート数Ｎよりも２点以上少なくなるようにすることが望ましい。つまり、ステップＳ３０２における所定の閾値は、強度が当該閾値以上であると判断されるレンジゲートＲｉ’がＮ−２個以下となるような値とすることが望ましい。具体的には、衝突防止を目的としたレーダの場合はターゲットの距離と視線方向速度とに基づき、最も衝突の可能性の高いターゲットから順に抽出することが望ましい。また、遠方のターゲットを詳細に観測することを目的とする場合には、遠方の注目するターゲットから抽出すればよい。
【０２１３】
これにより、信号記憶部１８１ａ及び１８１を介して全レンジゲートに対してドップラ周波数弁別処理を実行するための時間と、全てのレンジゲートのうち任意の１つのレンジゲートに対してダウンサンプル部２８７ａ及び２８７ｂを介してドップラ周波数弁別処理を実行するための時間とは等しくなる。よって、この手順により全てのレンジゲートＮ個に対して、常にダウンサンプル部２８７ａ及び２８７ｂを介して処理する場合に比べて、レーダ装置全体の処理時間を短縮することができる。
【０２１４】
また、第２動作モードにおいてドップラ周波数弁別部１８２ａ及び１８２ｂが周波数分析するために要したベースバンド信号の観測時間は、走査期間をＭ回繰り返すために要した時間と同等であってもよい。
【０２１５】
これにより、全てのレンジゲートについてターゲットの存在を判定する際の速度の分解能と、所定の閾値以上となるドップラ周波数成分が検出されたレンジゲートのターゲットについて高精度に方向と距離の検出を行う際の速度の分解能とを等しくすることができるので、速度分解能の劣化を抑制できる。
【０２１６】
以上のように、本実施の形態に係るレーダ装置は、実施の形態１に係るレーダ装置１００とほぼ同じであるが、遅延符号発生部１０３ｂが走査処理をＭ回繰り返す第１動作モードと、同一の遅延符号Ｍ２を繰り返し発生する第２動作モードとを制御する制御部２１０を備え、制御部２１０は、第１動作モードにおいて、ドップラ周波数弁別部１８２ａ及び１８２ｂで検出された強度が所定の閾値以上となるドップラ周波数成分があるか否かを判断し、所定の閾値以上となるドップラ周波数成分があると判断した場合に第２動作モードに切り替え、第２動作モードにおいて、遅延符号発生部１０３ｂは、所定の閾値以上となるドップラ周波数成分が検出されたレンジゲートＲｉ’に対応する遅延符号Ｍ２を繰り返し発生し、信号記憶部１８１ａ及び１８１ｂは、当該レンジゲートＲｉ’に対応する遅延符号を用いて逆拡散及び検波された検波信号を記憶せず、ドップラ周波数弁別部１８２ａ及び１８２ｂは、信号記憶部１８１ａ及び１８１ｂに記憶されない検波信号を走査期間よりも短い周期でサンプリングして周波数分析することによって、所定の閾値以上となるドップラ周波数成分が検出されたレンジゲートＲｉ’における当該ドップラ周波数成分の位相及び強度を再度検出する。
【０２１７】
これにより、本実施の形態に係るレーダ装置は、実施の形態１に係るレーダ装置１００と比較して、ターゲットの距離及び方向を、より高精度に測定できる。
【０２１８】
以上、本発明の実施の形態に係るレーダ装置について説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではない。
【０２１９】
例えば、本発明は、上記レーダ装置として実現できるだけでなく、レーダ装置のベースバンド信号（検波信号とも言う）を処理する方法としても実現してもよい。また、本発明は、この方法をレーダ装置内の信号処理プロセッサに実行させるためのプログラムとして実現してもよい。
【０２２０】
また、上記のレーダ装置の少なくとも一部は、具体的には、マイクロプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ハードディスクドライブ、ディスプレイユニット、キーボード及びマウスなどから構成されるコンピュータシステムとして構成されても良い。ＲＡＭ又はハードディスクドライブには、コンピュータプログラムが記憶されている。マイクロプロセッサが、コンピュータプログラムに従って動作することにより、各装置は、その機能を達成する。ここでコンピュータプログラムは、所定の機能を達成するために、コンピュータに対する指令を示す命令コードが複数個組み合わされて構成されたものである。
【０２２１】
さらに、本発明は、上記コンピュータプログラムをコンピュータ読み取り可能な不揮発性の記録媒体、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＢＤ（Ｂｌｕ−ｒａｙ  Ｄｉｓｃ（登録商標））、半導体メモリなどに記録したものとしても良い。また、本発明は、これらの不揮発性の記録媒体に記録されているデジタル信号であるとしてもよい。
【０２２２】
また、本発明は、上記コンピュータプログラム又は上記デジタル信号を、電気通信回線、無線或いは有線通信回線、インターネットを代表とするネットワーク、又はデータ放送等を経由して伝送するものとしてもよい。
【０２２３】
また、上記説明では、拡散符号Ｍ１及び遅延符号Ｍ２としてＭ系列符号を用いたが、拡散符号Ｍ１及び遅延符号Ｍ２としては、Ｍ系列符号を組み合わせたＧｏｌｄ符号を用いてもよい。
【０２２４】
また、上記各実施の形態に係るレーダ装置に、ターゲットの形状を推定する機能を設けてレーダイメージング装置として適用してもよい。
【０２２５】
また、上記説明では、レーダ装置は静止しているとしたが、移動していてもよい。
【０２２６】
また、レーダ装置は、さらに、ターゲットの視線方向速度を推定してもよい。具体的には、到来方向計算部１８３は、さらに、ドップラ周波数弁別部で検出された強度が所定の閾値以上となるドップラ周波数成分から、レーダ装置からターゲットを見た速度である視線方向速度を推定してもよい。これにより、レーダ装置は、ターゲットの視線方向速度を推定できるので、ターゲットの接近を予測するなど、高度な判断が可能になる。
【０２２７】
また、上記実施の形態１では、レーダ装置１００は、ドップラ周波数弁別部１８２ａ及び１８２ｂで検出された強度が所定の閾値以上となるドップラ周波数成分が検出されたレンジゲートのレーダ装置１００からの距離を、レーダ装置１００からターゲット２００までの距離として推定していた。この閾値は、レーダ装置１００からの距離によらず一定の値であってもよいし、レーダ装置１００からの距離に従って伝搬損により反射信号の強度が小さくなることを考慮し、電力の単位で評価した強度の閾値として、距離の４乗で小さくなる値であってもよい。つまり、この閾値は、レンジゲートによらず一定の値でもよいし、レンジゲートに対応する距離の４乗で小さくなる値でもよい。
【０２２８】
また、上記実施の形態２では、レーダ装置は、第１動作モードにおいて所定の閾値以上となるドップラ周波数成分があると判断した場合に第２動作モードに切り替えていた。この閾値も、上記実施の形態１での閾値と同様に、レーダ装置からの距離によらず一定の値でもよいし、レーダ装置からの距離の４乗で小さくなる値でもよい。
【０２２９】
また、レーダ装置は、拡散符号のレンジゲートを、物体検出部１８４で検出されたターゲット２００の視線方向速度が大きいほど長くしてもよい。言い換えると、レーダ装置は、拡散符号Ｍ１の符号速度をターゲット２００の視線方向速度が大きいほど低くしてもよい。これにより、測距精度を落とすことなく、物体検出部１８４及び到来方向計算部１８３でのターゲット２００の視線方向速度及び方向を検出できる。
【０２３０】
また、送信部１０４と、受信部１０７ａ及び１０７ｂとは、発振器１０１からの搬送波ＬＯを分配器１０２ａ及び１０２ｂで分配する構成とし、受信部１０７ａ及び１０７ｂは搬送波ＬＯと同じ周波数ｆ０で直交復調するダイレクトコンバージョン方式としたが、本発明はこの構成に限定されない。ベースバンド信号への変換手段が提供されていれば、当業者が考えうる別の構成でもよく、この場合も本発明の効果を発揮することができる。例えば、レンジゲートを分離する方法として符号変調波を用いてもよい。また、受信部１０７ａ及び１０７ｂでは、遅延した符号を用いた逆拡散と、スーパヘテロダイン方式、又はＬｏｗ−ＩＦ方式などとを用いてもよい。また、複数のアンテナ間で、位相同期したコヒーレントな受信が必要となることは、アンテナ間の位相差を用いて対象物の方向推定を行う本発明の思想において、言うまでもないことである。
【０２３１】
また上記実施の形態では、遅延符号発生部１０３ｂが発生するＭ個の遅延符号Ｍ２は、送信符号Ｍ１に対して１ビットずつ順次ずらした符号であったが、これに限らない。例えば、遅延符号Ｍ２は、送信符号Ｍ１に対して、１ビットの整数倍でランダムにずらした符号であってもよい。
【０２３２】
また、上記レーダ装置は、車に搭載する車載用レーダ装置としても実現することができる。
【産業上の利用可能性】
【０２３３】
本発明のレーダ装置は、自動車、船舶、航空機及びロボットなど、種々の機器に搭載する危険回避のための装置、及びセキュリティシステムにおける不審者発見のための装置などとして利用可能である。
【符号の説明】
【０２３４】
１００、９０１    レーダ装置
１０１    発振器
１０２ａ、１０２ｂ、１７２ａ、１７２ｂ    分配器
１０３ａ    拡散符号発生部
１０３ｂ    遅延符号発生部
１０４    送信部
１０５、９１１    送信アンテナ
１０６、１０６ａ、１０６ｂ、９１２、９１３    受信アンテナ
１０７ａ、１０７ｂ、１０７    受信部
１０８、２０８    信号処理部
１１０、２１０    制御部
１４１    拡散ミキサ
１４２    増幅器
１７１    逆拡散ミキサ
１７３ａ、１７３ｂ    復調ミキサ
１７４    移相器
１７５    受信アンプ
１８１、１８１ａ、１８１ｂ    信号記憶部
１８２、１８２ａ、１８２ｂ    ドップラ周波数弁別部
１８３    到来方向計算部
１８４、２８４    物体検出部
１８５    メモリ制御部
２００、２００ａ、２００ｂ、９３１〜９３３、    ターゲット
２８７ａ、２８７ｂ    ダウンサンプル部
２８６ａ、２８６ｂ、２８６ｃ、２８６ｄ    スイッチ
９１０    送信器
９２０、９３０    受信器
ｒａｄ＿ｗ    放射波
ｒｅｆ＿ｗ    反射波
【図１】
2012020530.tif 000003
【図２】
2012020530.tif 000004
【図３】
2012020530.tif 000005
【図４】
2012020530.tif 000006
【図５】
2012020530.tif 000007
【図６Ａ】
2012020530.tif 000008
【図６Ｂ】
2012020530.tif 000009
【図７】
2012020530.tif 000010
【図８】
2012020530.tif 000011
【図９】
2012020530.tif 000012
【図１０】
2012020530.tif 000013
【図１１Ａ】
2012020530.tif 000014
【図１１Ｂ】
2012020530.tif 000015
【図１２】
2012020530.tif 000016
【図１３】
2012020530.tif 000017
【図１４】
2012020530.tif 000018
【図１５】
2012020530.tif 000019
【図１６】
2012020530.tif 000020
【国際調査報告】
2012020530.tif 000021
2012020530.tif 000022
2012020530.tif 000023
2012020530.tif 000024